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1 (C) 1999-2002, Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Wechselwirkungen und Felder Lernziele: Die grundlegenden Wechselwirkungen der Physik.

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Präsentation zum Thema: "1 (C) 1999-2002, Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Wechselwirkungen und Felder Lernziele: Die grundlegenden Wechselwirkungen der Physik."—  Präsentation transkript:

1 1 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Wechselwirkungen und Felder Lernziele: Die grundlegenden Wechselwirkungen der Physik und die daraus resultierenden Kräfte kennen und mit Bereichen aus dem Alltag und der Technik in Verbindung bringen können. Die elementaren Eigenschaften der elektischen Ladung kennen und Auswirkungen quantifi- zieren können.

2 2 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Historische Entwicklung Issac Newton ( ) Gravitationsgesetz Daniel Bernoulli ( ) Leonhard Euler ( ) Geschwindigkeitsfeld, Beschleunigungsfeld in der Hydrodynamik

3 3 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Historische Entwicklung Charles A. Coulomb ( ) Elektrostatik, Magnetostatik Andre Ampere ( ) Kraft zwischen Strömen Simeon Poisson ( ) Potentialtheorie

4 4 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Historische Entwicklung Hans Chr. Oerstedt ( ) bewegte elektrische Ladungen erzeugen ein Magentfeld Michael Faraday ( ) Elektromagnetische Induktion James C. Maxwell ( ) Vollständige Beschreibung elektromagneti- scher Vorgänge ("Maxwell-Gleichungen)"

5 5 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Vier Wechselwirkungen Starke Wechselwirkung (Kernteilchen) Gravitations- Wechselwirkung (Masse) Elektromagnetisch e Wechselwirkung (Ladung) Schwache Wechselwirkung (Elementarteilchen)

6 6 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Starke Wechselwirkung Quelle des Feldes: Protonen, Neutronen, Pionen, Hyperonen Kraft: Kernkraft Stärke: 1 Reichweite: klein

7 7 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Elektromagnetische WW Quelle des Feldes: alles, was elektrische Ladungen enthält Kraft: Elektrische Kraft, Magnetische Kraft Stärke: 1/100 Reichweite: gross

8 8 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Schwache Wechselwirkung Quelle des Feldes: alle Elementarteilchen Kraft: Schwache Wechselwirkungskraft Stärke: 1/10 15 Reichweite: klein

9 9 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Gravitations-WW Quelle des Feldes: alle schweren Massen Kraft: Schwerkraft Stärke: 1/10 38 Reichweite: unbegrenzt gross

10 10 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Felder

11 11 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz

12 12 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Der allgemeine Feldbegriff Wird jedem Punkt eines Raumes eine physikalische Grösse mit einem bestimmten Betrag zugeordnet, so heisst dieser Raum ein Feld.

13 13 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Feldarten Statisches Feld - Wechselfeld Skalarfeld - Vektorfeld Quellenfeld - Wirbelfeld Homogenes Feld - Inhomogenes Feld

14 14 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Elektrostatik Elektrizität durch Reibung Das Elektroskop Die zwei Arten der Ladung Anziehung und Abstossung Laden und Entladen Ladungsspeicher

15 15 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Das elektrische Feld Feldlinienbilder Elektrischer Fluss und Feldstärke Wie könnte ein elektrisches Feld vermessen werden (Form, Stärke) Warum können sich Feldlinien nicht schneiden?

16 16 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz 2 positive Punktladungen

17 17 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Positive und negative Punktladungen

18 18 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz 4 positive Punktladungen

19 19 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Platte und Spitze

20 20 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Feldfluss und Feldstärke

21 21 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Elektrisches Feld Quellenfeld Ladung Q proportional zum elektrischen Fluss E. Es gilt: Q = 0 E Feldlinien senkrecht zur Oberfläche elektrischer Leiter. Im Inneren eines Leiters kein Feld Geschlossene Leiterhülle schirmt Innenraum ab Feldstärkevektor

22 22 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Das Coulombsche Gesetz Experiment: Drehwaage:

23 23 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Coulombsches Gesetz

24 24 (C) , Hermann Knoll, HTW Chur, Fachhochschule Ostschweiz Coulombsches Gesetz F > 0Abstossung F < 0Anziehung


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