Feldlinien sind keine Schienen
Ein geladenes Teilchen bewegt sich stets entlang der Feldlinie, auf der es startet.
ErklĂ€rung: Die Feldlinie gibt nur die Richtung der Kraft an. Die Bahn entsteht aus Kraft und Anfangsgeschwindigkeit zusammen â ein quer eingeschossenes Elektron durchfliegt eine Parabel und kreuzt dabei eine Feldlinie nach der anderen.
Ein Elektron wird senkrecht zu den Feldlinien in das homogene Feld eines Plattenkondensators eingeschossen. Welche Bahn durchfliegt es im Feld?
ErklĂ€rung: Wie beim waagrechten Wurf bleibt die Einschussgeschwindigkeit quer zum Feld erhalten, wĂ€hrend die konstante elektrische Kraft das Elektron lĂ€ngs der Feldlinien gleichmĂ€Ăig beschleunigt â zusammen ergibt das eine Parabel.
Was gibt die Feldlinie am Ort eines geladenen Teilchens an?
ErklĂ€rung: Das Feldlinienbild ist eine Kraftkarte, kein Fahrplan â es zeigt am jeweiligen Ort die Kraftrichtung auf eine positive Probeladung. Ăber die Bahn entscheidet zusĂ€tzlich die Anfangsgeschwindigkeit.
Experiment im Applet â verdopple die Einschussgeschwindigkeit vâ bei fester FeldstĂ€rke. Was passiert mit der Ablenkung y am Ende des Kondensators?
ErklĂ€rung: In der Bahngleichung steht vâ im Quadrat im Nenner â y â E/vâÂČ. Das doppelt so schnelle Elektron ist nur halb so lange im Feld und wird in dieser kĂŒrzeren Zeit auch noch weniger stark quer versetzt.
Im homogenen Querfeld bleibt die Geschwindigkeitskomponente in Einschussrichtung wÀhrend des gesamten Flugs konstant.
ErklĂ€rung: Die elektrische Kraft wirkt nur lĂ€ngs der Feldlinien, also senkrecht zur Einschussrichtung. Quer dazu gibt es keine Kraftkomponente â vâ = vâ bleibt unverĂ€ndert, genau wie beim waagrechten Wurf.
Welche Bewegung aus der Mechanik entspricht dem Elektron im homogenen Querfeld am genauesten?
ErklĂ€rung: Konstante Geschwindigkeit in eine Richtung, konstante Kraft senkrecht dazu â das ist die Struktur des waagrechten Wurfs. Nur die Rolle der Gewichtskraft ĂŒbernimmt hier die elektrische Kraft qE.
Ein Elektron liegt zunÀchst in Ruhe zwischen den Platten eines Kondensators. Welche Bahn nimmt es?
ErklĂ€rung: Ohne Anfangsgeschwindigkeit gibt es nur die Kraft â und die zeigt (fĂŒr das negative Elektron) der Feldlinie entgegen zur positiven Platte. Nur in diesem Sonderfall fĂ€llt die Bahn mit einer Feldlinie zusammen.
Ein Elektron, das parallel zu den Feldlinien in ein homogenes elektrisches Feld eingeschossen wird, wird nur schneller oder langsamer, aber nicht seitlich abgelenkt.
ErklĂ€rung: Kraft und Geschwindigkeit liegen auf derselben Geraden â es gibt keine Querkomponente, also auch keine seitliche Ablenkung (LĂ€ngsfeld).