Bahnen einer elektrischen Ladung im Dipolfeld
Wir kennen alle ein beliebtes Experiment zur Einführung in
das Thema "Elektrisches Feld". Man lässt einen Bandgenerator laufen, und
freut sich, dass die Funken springen. Dann fragt man wie der Funke von einem
Pol zum anderen kommt. Aha! Da muss etwas zwischen den Polen sein. Wir
nennen es das elektrische Feld, und stellen es durch Linien mit Pfeilen von
der Quelle (+) zur Senke (-) dar. Die einfachste Feldlinie zeigt uns der
Funke, nämlich die kürzeste Verbindung von (+) und (-). Aber das elektrische
Feld sollte doch im gesamten Raum vorhanden sein! Wie findet man die
"restlichen" Feldlinien? In so manchen Lehrbüchern werden die Feldlinien mit
einem Wattebausch gefunden, der entlang der Feldlinie von einem Pol zum
anderen fliegt.
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Wer gerade keinen Wattebausch zur Verfügung hat, kann
auch ein geeignetes Programm nehmen:
Angenommen wir haben einen
elektrischen Dipol mit der positiven Ladung 1.5 (rot) und der
negativen Ladung 1 (blau).
Dann sieht das Potential so aus:
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Oder von oben betrachtet
(ergänzt durch Feldlinien, die immer senkrecht auf den
Äquipotentiallinien stehen):
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Wie bewegt sich ein
geladenes Teilchen in diesem Feld (in einer Ebene, in der die
Quellen (und Senken) liegen)?
Sieht ziemlich kompliziert aus!
Wovon der Verlauf der Bahnkurve wohl
abhängt?
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Anscheinend verläuft die
Bahn (schwarz) nicht den Feldlinien (rot) entlang.
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Wobei negative Ladungen
den Potentialberg (rot) hinauflaufen.
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Oder in den
Potentialtrichter (rot) fallen, wenn man es von der anderen Seite
sieht.
Jedenfalls sollte man sich nicht
wundern, wenn der Wattebausch nicht immer so fliegt, wie es in
manchem Lehrbuch steht, nämlich entlang einer Feldlinie. (Beim Wurf
im Schwerefeld hält sich der Stein ja auch nicht an die Richtung der
Feldlinien ;-))
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Siehe auch:
Darstellung
des elektrischen Feldes zweier Punktladungen
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