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Elektrisches Feld

Feldlinienbilder lesen und beurteilen: Punktladung, Dipol und Plattenkondensator — und die Frage, welche Zeichnungen physikalisch überhaupt zulässig sind.

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Übungsaufgaben

Aufgaben nach Anforderungsbereichen. Reflexionsaufgaben gelten als erledigt, sobald du die Antwort aufklappst und mit deiner Überlegung vergleichst.

1Richtig oder falsch gezeichnet?AFB I

Ordnen Sie jede Beschreibung danach, ob sie ein zulässiges Feldlinienbild beschreibt.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1richtig gezeichnet
2falsch gezeichnet
Die vier falschen Karten verstoßen gegen jeweils eine der vier Regeln: Kreuzungsverbot, Richtungsregel (Pfeil = Kraft auf eine positive Probeladung), Anfang-und-Ende-Regel und die Bedeutung der Dichte. Besonders wichtig ist die letzte Karte: Die Linien sind nur eine Auswahl aus unendlich vielen möglichen Linien. Das Feld selbst füllt den gesamten Raum aus — auch die Lücken dazwischen.
2Aussagen zum FeldbegriffAFB I

Entscheiden Sie bei jeder Aussage, ob sie stimmt.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Aussage 4 ist der begriffliche Kern dieser Seite. Faradays Leistung war nicht eine neue Formel, sondern eine neue Erklärungsstruktur: Statt einer rätselhaften Kraft über den leeren Raum hinweg gibt es einen Zwischenschritt — Ladung erzeugt Feld, Feld übt Kraft aus. Wer diesen Zwischenschritt mitdenkt, versteht später auch, warum ein Feld Energie tragen und sich als Welle ablösen kann.
3Ein Feldbild entstehen lassenAFB II

Bringen Sie die Schritte in die Reihenfolge, in der man ein Feldlinienbild gewinnt.

Verschiebe die Zeilen mit den Pfeilen (oder mit den Pfeiltasten, wenn eine Zeile den Fokus hat), bis die Reihenfolge stimmt.
1Eine kleine positive Probeladung an den betrachteten Ort bringen.
2Die Kraft beobachten, die dort auf die Probeladung wirkt.
3Die Richtung dieser Kraft als Feldrichtung an diesem Ort festhalten.
4Den Vorgang an vielen weiteren Orten des Raumes wiederholen.
5Die gefundenen Richtungen zu durchgehenden Linien mit Pfeilspitzen verbinden.
6Die Linien dort dichter zeichnen, wo die Kraft auf die Probeladung größer war.
Die Reihenfolge macht klar, dass ein Feldlinienbild kein Kunstwerk ist, sondern ein Messprotokoll. Jede Linie ist die Spur vieler einzelner Richtungsmessungen; jede Verdichtung steht für eine größere Kraft. Wichtig ist auch das Wort „klein“ im ersten Schritt: Eine große Probeladung würde die Ladungen der Umgebung selbst verschieben und damit genau das Feld verfälschen, das sie messen soll.