Editing
Coulomb- Wechselwirkung
Jump to navigation
Jump to search
Warning:
You are not logged in. Your IP address will be publicly visible if you make any edits. If you
log in
or
create an account
, your edits will be attributed to your username, along with other benefits.
Anti-spam check. Do
not
fill this in!
<noinclude>{{Scripthinweis|Elektrodynamik|1|1}}</noinclude> == Experimentelle Grundtatsachen == * Materie trägt als skalare Eigenschaften Masse und elektrische Ladung '''Masse:''' * Gravitations- Wechselwirkung (Newton: 1643 - 1727) Kraft auf Masse <math>{{m}_{2}}</math> bei <math>{{\bar{r}}_{2}}</math>, ausgeübt von Masse <math>{{m}_{1}}</math> bei <math>{{\bar{r}}_{1}}</math>: :<math>\begin{align} & {{{\bar{F}}}_{g}}^{(2)}=-\gamma \frac{{{m}_{1}}{{m}_{2}}}{{{\left| {{{\bar{r}}}_{1}}-{{{\bar{r}}}_{2}} \right|}^{2}}}{{{\bar{e}}}_{12}} \\ & {{{\bar{e}}}_{12}}:=\frac{{{{\bar{r}}}_{2}}-{{{\bar{r}}}_{1}}}{\left| {{{\bar{r}}}_{1}}-{{{\bar{r}}}_{2}} \right|} \\ \end{align}</math> Wegen: :<math>\gamma ,{{m}_{1}},{{m}_{2}}>0</math> wird dem Phänomen Rechnung getragen, dass Gravitation stets anziehend wirkt. Festlegung von <math>\gamma </math> durch Wahl einer willkürlichen Einheit kg für Masse: :<math>\gamma =6,67\cdot {{10}^{-11}}\frac{N{{m}^{2}}}{k{{g}^{2}}}</math> schwere Masse = träge Masse: :<math>\Rightarrow 1N=1\frac{kg\cdot m}{{{s}^{2}}}</math> == Coulomb- Wechselwirkung (C. Coulomb 1736-1806) == Kraft auf Ladung <math>{{q}_{2}}</math> bei <math>{{\bar{r}}_{2}}</math>, ausgeübt von Masse <math>{{q}_{1}}</math> bei <math>{{\bar{r}}_{1}}</math>: :<math>\begin{align} & {{{\bar{F}}}_{e}}^{(2)}=k\frac{{{q}_{1}}{{q}_{2}}}{{{\left| {{{\bar{r}}}_{1}}-{{{\bar{r}}}_{2}} \right|}^{2}}}{{{\bar{e}}}_{12}} \\ & {{{\bar{e}}}_{12}}:=\frac{{{{\bar{r}}}_{2}}-{{{\bar{r}}}_{1}}}{\left| {{{\bar{r}}}_{1}}-{{{\bar{r}}}_{2}} \right|} \\ \end{align}</math> :<math>\begin{align} & \gamma >0 \\ & {{q}_{1}},{{q}_{2}}_{>}^{<}0 \\ \end{align}</math> :<math>{{q}_{1}}{{q}_{2}}>0</math> → Abstoßung :<math>{{q}_{1}}{{q}_{2}}<0</math> → Anziehung Festlegung von k durch Wahl einer willkürlichen Einheit Coulomb [C] für die elektrische Ladung: :<math>k=8,988\cdot {{10}^{9}}\frac{N{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}}</math> <math>\Rightarrow </math> Einheit des elektrischen Stromes: 1 Ampere <math>\left[ A \right]=1\frac{C}{s}</math> '''Bemerkungen''' * je nach Wahl von k ergeben sich verschiedene Einheitssysteme (Maßsysteme): == SI == System International d´ Unites, seit 1.1.1978 verbindlich m, kg, s, A → MKSA * K * mol * cd (Candela) → Lichtstärke historisch bedingte Schreibweise: :<math>k=\frac{1}{4\pi {{\varepsilon }_{0}}}</math> mit der absoluten dielektrischen Konstanten <math>{{\varepsilon }_{0}}=8,854\cdot {{10}^{-12}}\frac{{{C}^{2}}{{s}^{2}}}{kg{{m}^{3}}}</math> == Gauß: k=1 (Miller) CGS- System == :<math>{{F}_{e}}=\frac{{{q}_{1}}{{q}_{2}}}{{{r}^{2}}}</math> Elektrostatische Ladungseinheit: :<math>\begin{align} & 1ESE=1\sqrt{dyn}\cdot cm \\ & 1C=3\cdot {{10}^{9}}ESE \\ \end{align}</math> # Ladungen e1 = e2 = 1 ESE im Abstand r = 1 cm üben die Kraft # <math>1dyn=1\frac{g\cdot cm}{{{s}^{2}}}</math> # aufeinander aus * Sehr zweckmäßig bei mikroskopischen Rechnungen, da Coulombgesetz einfacher * unzweckmäßig in der phänomenologischen Elektrodynamik, da Ladungseinheit * <math>1ESE=1\sqrt{dyn}\cdot cm</math> * '''Gute Umrechungstabellen: Vergl. Jackson''' '''Weitere Bemerkungen''' * Das Coulombgesetz gilt bis zu Abständen <math>r>{{10}^{-11}}cm</math> Bei kleineren Abständen sind quantenelektrodynamische Korrekturen nötig * Die gesamte Ladung eines abgeschlossenen Systems ist konstant. Aber: Paarerzeugung von positiver und negativer Ladung und lokale Ladungstrennung ist möglich. * Ladung tritt quantisiert auf: Elementarladung: :<math>e=1,6\cdot {{10}^{-19}}C</math> Schwere Elementarteilchen (Hadronen)sind aus Quarks mit Ladungen<math>-\frac{1}{3}e</math> oder <math>+\frac{2}{3}e</math> zusammengesetzt, aber Quarks wurden bisher nicht als freie Teilchen beobachtet * Die Ausdehnung der geladenen Elementarteilchen ist <math><{{10}^{-13}}cm</math>. Also erfolgt die makroskopische Beschreibung mit dem Punktladungsmodell.
Summary:
Please note that all contributions to testwiki are considered to be released under the Creative Commons Attribution (see
Testwiki:Copyrights
for details). If you do not want your writing to be edited mercilessly and redistributed at will, then do not submit it here.
You are also promising us that you wrote this yourself, or copied it from a public domain or similar free resource.
Do not submit copyrighted work without permission!
Cancel
Editing help
(opens in new window)
Templates used on this page:
Template:ScriptProf
(
edit
)
Template:Scripthinweis
(
edit
)
Navigation menu
Personal tools
Not logged in
Talk
Contributions
Log in
Namespaces
Page
Discussion
English
Views
Read
Edit
Edit source
View history
More
Search
Navigation
Main page
Recent changes
Random page
Physikerwelt
Tools
What links here
Related changes
Special pages
Page information
In other projects