Elektrodynamik und Optik - Fachbereich Physik der Universität ...

Elektrodynamik 13
F 1 Q
E = = ⋅ ⋅r
ˆ
2
q 4 ⋅π ⋅ε
r
+
0
0
Einschub: (Wird wieder ein Vergleich zur Gravitation angestellt, so ergäbe sich
für die sog. Gravitationsfeldstärke G* in der Umgebung einer Masse
FG
m1
m1 der Ausdruck G* = = G ⋅ ⋅r
̂ . G* ist der Einheit nach nichts
2
m2 r
anderes als eine Gravitationsbeschleunigung. Dies können Sie
überprüfen, wenn Sie für m1 die Erdmasse und für r den mittleren
Erdradius einsetzen. Dann wird G* = g = 9,81 N/kg = 9,81 m/s, die
Erdbeschleunigung in Erdnähe!)
Das elektrische Feld E ist damit ein ortsabhängiger Vektor, der radial von
positiven Ladungen ausgeht (sog. Quellen des elektrischen Feldes) und
senkrecht auf negativen Ladungen (sog. Senken des elektrischen Feldes)
endet.
Die Ausbreitung des elektrischen Feldes E um eine Ladung lässt sich über sog.
Feldlinien darstellen. Sie stehen immer senkrecht auf der geladenen
Oberfläche und berühren oder schneiden sich nie.
Positive Ladungen q + sind
Quellen des elektrischen Feldes
E; die Feldlinien starten auf
positiven Ladungen und zeigen
radial von ihnen weg.
Negative Ladungen q - sind
Senken des elektrischen Feldes
E; die Feldlinien enden radial auf
negativen Ladungen.
Quelle: Demtröder 2 Abb. 1.8a,b
S. 6
Feldlinien stehen senkrecht auf
Leitern. Verlaufen die Feldlinien
gleichmäßig verteilt parallel
zueinander, wird von einem
homogenen Feld gesprochen.
Quelle: Staudt 2 Abb. 6.9 S.19
Die gestrichelten Linien deuten sog. Äquipotenziallinien (2D) bzw. Äquipotenzialflächen (3D) an. Auf
ihnen ist die Feldliniendichte jeweils gleich. Bewegt man sich auf diesen Linien bzw. Flächen, so muss
dafür keine Kraft aufgewendet werden.
Feldlinienverlauf zwischen zwei ungleichnamigen und zwei gleichnamigen Ladungen bzw. zwei
ungleichnamigen Ladungen unterschiedlicher Ladungsstärke.
Quelle: Staudt 2 Abb. 6.8, S.18; Tipler Abb. 19.8 S. 655
E1.5 Feldlinien Grieß auf
Öl: Punktladungen
(Ursache für Ausrichtung
des Grießes? Siehe
Dipoleigenschaften)