Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 138
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
Teilchen mit kleiner Geschwindigkeit erfolgt.
Die Beschreibung der Bewegung einer einzelnen Punktladung ist somit vergleichsweise einfach. In den
meisten Fällen bestehen Probeladungen jedoch nicht nur aus einer Ladung:
Polarisierbarkeit: Durch die Wirkung eines elektrischen Feldes werden positive und negativen Ladungsträ-
ger z.B. eines Atoms gegeneinander verschoben. Es bildet sich somit ein induziertes Dipolmoment aus
+ -
polare Moleküle: Polare Moleküle, wie z.B. Wasser oder NO, weisen eine bereits bestehendes festes Di-
polmoment auf, d.h. das Molekül hat eine unsymmetrische Ladungsverteilung. Die Wirkung eines elektri-
schen Feldes ist nun aber auf beide Ladungen unterschiedlich.
F
-
+
α
p
Die Kräfte auf die Einzelladungen bewirken ein Drehmoment auf das Molekül und eine Ausrichtung in Feld-
richtung.
Das Drehmoment auf das Molekül ist gegeben durch
M = l⋅
F ⋅ sinα
= l⋅
Q ⋅E
⋅sinα
= p ⋅E
⋅sinα
oder allgemeiner M = p × E
7.1.4 Kontinuierliche Ladungsverteilungen
In der Praxis tritt häufig der Fall auf, dass in einem Volumenelement eine große Anzahl von Ladungen vor-
handen sind, d.h. die Berücksichtigung jeder einzelnen Elementarladung zur Berechnung des elektrischen
Feldes ist sehr mühselig. Es wird die Betrachtung daher auf Volumenelemente und deren räumliche Lage
zueinander eingeschränkt. Es gelten die folgenden Definitionen:
Gesamtladung: Q = ∫ dq
Gesamtvolumen: V = ∫ dV
V
V
Die Integration erstreckt sich über das gesamte Volumen.
-
F
+
elktrisches Feld
elktrisches Feld