Feldlin. senkr. auf Oberfläche < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 11:55 So 30.09.2007 | | Autor: | sardelka |
Hallo, ich habe eine Frage zu dem Verlauf der Feldlinien auf einer Oberfläche.
Wir haben das im Unterricht sozusagen bewiesen, aber verstehen tu ich es immer noch nicht ganz.
Wir hatten angenommen, dass sie nicht senkrecht auf Oberfläche steht.
Da habe ich auch schon die erste Frage, denn ich glaube davon hängt auch mein Unverständnis ab.
1).Wie soll ich das jetzt vorstellen mit dem senkrechten Verlauf?
Also ich zeichne bspw. eine neg. geladene Metallkugel und in der Nähe von ihr ein positives Teilchen.
So, und dann möchte ich die Kraft bzw. die Feldlinie des Elektrons einzeichnen. Also heißt es, ich zeichne eine Radialkraft und andere eine Tangentenkraft ein, die ja automatisch senkrecht zur Radialkraft verläuft. Oder wie?! Und dann würde sich das neg. gel. Elektron also so stellen, dass ihre Kraft in die Richtung der Radialkraft wirkt, ist das richtig?
Und dann noch eine zweite Frage 2):
Man sagt, dass es kein elktrostatisches Gleichgewicht vorhanden sein kann, wenn nicht alle Teilchen senkrecht auf Oberfläche stehen.
Dann sagt man aber bei der Metallkugel, die Teilchen bewegen sich solange bis sie senkrecht zu Oberfläche stehen. Aber es geht doch dort gar nicht, weil die Elektronen sich ja gegenseitig abstoßen.
Also kann kein elektrostatisches Gleichgewicht in einer Metallkugel bestehen, oder?!
Danke
Mit freundlichen Grüßen
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:33 So 30.09.2007 | | Autor: | Infinit |
Hasllo sardela,
eine mathematische Beschreibung dieses Phänomens nutzt die Betrachtung von Kräften an Grenzflächen, aber es geht verständnismäßig auch einfacher und das probiere ich jetzt mal aus.
Also, wir sind in der Elektrostatik und das bedeutet, dass wir keine sich bewegenden Ladungsträger haben. Was passiert nun, wenn an der Grenzfläche eines Körpers eine Feldstärke vorhanden ist? Nun, dann wirkt auf die Elektronen dieses Körpers eine Kraft (F= Q E, kennst Du vielleicht) und diese würde das Elektron in Richtung der Feldstärke verschieben. Bei leitenden Körpern, und um die geht es hier, geht das aber nur in der Form, dass sich ein Elektron auf der Oberfläche dieses Körpers bewegen kann. Jetzt stelle Dir eine Feldlinie vor, die schräg auf eine derartige Oberfläche auftritt. Diese Feldlinie kannst Du in zwei Komponenten zerteilen, die senkrecht zueinander stehen. Die eine Komponente, Normalkomponente genannt, steht senkrecht auf der Oberfläche, die zweite Komponente, Tangentialkomponente genannt, senkrecht dazu und damit parallel zur Oberfläche. Diese Komponente würde in dem elektrisch leitenden Körper dazu führen, dass sich das Elektron an der Oberfläche entlangbewegt und zwar genau so lange, bis keine Kraft in Tangentialrichtung mehr wirkt. Wann ist dies der Fall? Nun dann, wenn das elektrische Feld keine Tangentialkomponente mehr besitzt und dies ist genau dann der Fall, wenn es senkrecht auf den Körper auftrifft. Das ist der Grund, weswegen in der Elektrostatik die Feldlinien senkrecht auf einem leitenden Körper enden.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:48 So 30.09.2007 | | Autor: | sardelka |
"bis keine Kraft in Tangentialrichtung mehr wirkt. Wann ist dies der Fall? Nun dann, wenn das elektrische Feld keine Tangentialkomponente mehr besitzt und dies ist genau dann der Fall, wenn es senkrecht auf den Körper auftrifft."
Dazu eine Frage:
Was meinen Sie mit "senkrecht auf den Körper auftrifft".
also auf welchen Körper jetzt? Auf das Teilchen oder auf die Metallkugel?
Und ist das dann auch der Grund, dass in einer Metallkugel elektrostatisches Gleichgewicht herrscht?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:08 So 30.09.2007 | | Autor: | Infinit |
Hallo sardelka,
zuerste eine kleine Randbemerkung: Wir sollten hier ruhig beim "Du" bleiben, sonst fühle ich mich ja noch älter als ich sowieso schon bin  .
Die Aussage mit dem "Senkrecht stehen" gilt für alle Körper, die leitend sind , also in Deinem Beispiel für Metallkugel wie auch für die Ladung. Das elektrische Feld steht senkrecht auf der Oberfläche der beiden Körper. Die Feldlinien verlassen in Deinem Beispiel die Metallkugel in senkrechter Richtung und sie treffen senkrecht auf der Ladung ein.
Es gibt keine sich bewegende Ladung und diesen Zustand bezeichnet man auch elektrostatisches Gleichgewicht.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:24 So 30.09.2007 | | Autor: | sardelka |
ACH SOOOOOOOOOOOOOOOOOOO!
ich habe es endlich vollständig verstandeeen!! :)
Danke schön!!!! :)
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