Dies ist die Physikseite

 


Drei Figurinen eines Objektes


Elektromagnetische Wechselwirkung

Teil 3   Bewegte Ladungen 
Partikelresonanz

3. Bewegte Ladungen

Kurzer Rückblick

Wie hier beschrieben, besteht ´unser´ elektrisches Feld aus einem unablässig von den Ladungsquellen ausgehenden Strom positiv oder negativ orientierter Impuls tragender Objekte (ITO).
Die Elementarteilchen selbst sehen wir als Blackbox an, die bei Wechselwirkung mit den neutralen ITO des Hintergrundes deren neutralen Impuls zum Teil in positiven (oder negativen) Eigendrehimpuls transformieren.
Im Verlauf eines Schwingungszyklus´ des Elementarteilchens wird eine Anzahl an vormals neutralen ITO aus dem Hintergrund in dieser Weise transformiert.
Die Anzahl der  ITO/Zyklus verkörpert die ´Ladung´ des Elementarteilchens. Der vom geladenen Elementarteilchen ausgehende Strom geänderter ITO verläuft radial vom Teilchen aus in alle Richtungen des Raumes und spannt das elektrische Feld auf.
Bei Maxwell ist es der elektrische Fluss, der die Eigenschaften des Raumes um das geladene Teilchen verändert und das Feld aufspannt - aber ohne ITO.

el. Feld einfach
Bild oben aus ´Ueberall ist die Mitte´:
Von den Ladungsquellen ausgehender el. Fluß, veranschaulicht durch radial strömende ITO mit Drehimpuls,
Drehachse der ITO liegt in / parallel zur  Bewegungsrichtung



Hinweis zum Link elektrischer Fluss: In einem Feld sieht die Physik eine bestimmte Veränderung der Raumeigenschaften, die sich von der Feldquelle ausgehend im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Die Feldwirkung nimmt dabei mit 1/r² vom Abstand zur Feldquelle ab.

Das sicherlich sehr einfache Feldmodell oben bildet den Zusammenhang über die radial mit 1/r² abnehmenden Dichte der ITO bereits ab.

Unser Ziel ist aber nicht nur eine Vorstellung von dem zu bekommen, was man als Feld bezeichnet. Wir wollen vor allem die elektromagnetische Wechselwirkung geladener Elementarteilchen untereinander veranschaulichen. Ein ´veränderter Raum´ hat dabei, weil er ansonsten leer ist,  für uns leider keinen vorstellbaren Inhalt. Auch die ebenfalls substanzlose, aber den Raum füllende Vakuumenergie bietet keine Anschaulichkeit.
Das oben skizzierte Impuls-Modell wird dagegen Anschaulichkeit liefern. Ihr könnt ja diese ´mechanische Veranschaulichung der Vakuumenergie´ später gedanklich wieder weglassen. ;)


Der Zusammenhang zwischen Zeit, Impuls und Kraft ist ein zentrales Element von Newtons Mechanik:


Newton Impuls
aus :https://www.uni-kassel.de/fb10/fileadmin/datas/fb10/physik/oberflaechenphysik/exp2/Lehre/ExpPhysI/Arbeit-Energie-Impuls.pdf


Bewegte Ladungen  -  Die Lorentzkraft



1. Der elektrischer Leiter

Ein Leiter besteht aus Atomen und Molekülen -z.B. Kupfer. Die einzelnen Elementarteilchen des Leitermaterials erzeugen jeweils ihr Feld. Da die Atome und Moleküle aus gleich vielen positiven wie negativen Elementarteilchen bestehen, überlagern sich deren Felder und ihre Wirkungen heben sich von außen gesehen gegeneinander auf. Ein Leiter ist also zwar elektrisch leitend aber, sofern nicht offen und unter Spannung gesetzt, ist er elektrisch neutral.

Leiter mit Fweld_Persp
Ein Leiter besteht aus Neutronen und gleich vielen Protonen und Elektronen - das Leitermaterial ist elektrisch neutral


Bild unten: Leiter im Querschnitt. Es fließt kein Strom
Vom Leitermaterial gehen gleich viele positiv (gelb, rechtsdrehend) und negativ (blau, linksdrehend) orientierte ITO aus.

Neutrales Feld um Leiter


2. Im Leiter fließt ein Strom

Wenn man an einen Leiter eine Spannung anlegt und den Stromkreis schließt, dann beginnen sich Elektronen im Leiter zu bewegen. Zum Pluspol fließt ein Strom von Elektronen (physikalische Stromrichtung) - zum Minuspol fließt ein Strom von Fehlstellen (Defektelektronen). Es sind eigentlich nur die Elektronen der äußeren Hüllen der Atome, die sich der Spannung entsprechend innerhalb des Atoms ausrichten und dann von Atomrumpf zu Atomrumpf springen und dabei kurzzeitig einen positiven Atomrumpf hinterlassen. Die Atomrümpfe selbst bleiben zwar ´am Ort´, aber die von den die Lücken auffüllenden Elektron jeweils kurzzeitig erzeugten Fehlstellen (Defektelektronen) bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Elektronen, aber in die entgegengesetzte  Richtung.
Auch bei Stromfluss werden also im Leiter keine statischen ´Fehlstellen´ erzeugt, da die am Atom frei werdende Elektronenpositionen umgehend wieder von ´hinten´ aufgefüllt werden. Auch dann, wenn in Leiter ein Strom fließt, ist der Leiter also nach Außen ´neutral´.


Animation : einfache Darstellung fließender Ladungsträger 

bewegte Ladung
sich bewegende Elektronen und entgegengesetzt bewegende Defektelektronen.

Bewegte Elektronen Defektelektronen




Bild unten Leiter in persp ektivisdcher Darstellung. Die phys. Stromrichtung (e-) nach links - Defektelektronen nach rechts.
Den v
on bewegten Elektronen kommende ITO (blau) benachbart sind die ITO der Defektelektronen  - beide mit dem gleichen magnetischen Moment, aber entgegengesetzt orientierter Drehachse
Neutrale ITO- Paare (pos. und neg.) vom ruhenden Leitermaterial sind etwas kleiner dargestellt.

Ladung bewegt im Leiter A1







  Bild unten:  Leiter mit Elektronen nud Defektelektronen - neutrale Paare hier nicht dargestellt
Stromfluss - lin Bew. Komponente

Bild unten:
 Detail: Die vom neutralen Leitermaterial ausgehenden ITO-Paare sind hier nicht dargestellt.
Detail - Magnetisches Moment


Den von bewegten Elektronen und  Defektelektronen radial in den Raum gehenden ITO wurde bei WW neben der negativen/positiven Orientierung auch eine Information über die Geschwindigkeit ihrer Quelle aufgeprägt: Die Drehachse der ITO liegt nun nicht mehr parallel zur Bewegungsrichtung wie beim ´rein´ elektrischen Feld, sondern diese Achse ist nun in der Bewegungsrichtung geneigt. Die Neigung steht in Relation zur Geschwindigkeit der Quellen der ITO.
Die Geschwindigkeit der Elektronen und der Fehlstellen (im Bezugssystem Leiter) ist gleich groß aber entgegengesetzt gerichtet. Deshalb ist auch der Neigungswinkel gleich groß aber entgegengesetzt gerichtet.


e-p+stromfluss D1




Die vom Leiter ausgehenden ITO-Ströme sind nach wie vor in Anzahl und auch bzgl. der Summe aus Impuls / Drehimpuls gleich. Es sind also auch stromdurchflossene Leitern nach Außen neutral. Man könnte nun einwenden, dass die Neigung der Drehachsen einen Einfluss auf die ´rein´ elektrische´ Wirkung der ITO haben, aber da wir Symmetrie zwischen negativ und positiv orientierten ITO mit Achsneigung haben, ergibt sich unabhängig vom Grad der Neigung elektrisch Neutralität.

Das gegenüber der ´rein´elektrischen WW deutlich veränderte Strömungsbild wird an einem geladenen Probekörper aber nun auch zu einer anderen Wirkung führen, als wir bei der ´rein´elektrischen Wechselwirkung vorfinden. Der wesentliche Unterschied besteht in der Lage der Drehachse der ITO in Bezug zur Bewegungsrichtung.

Weil im rein elektrischen Feld bei WW mit einem geladenem Probekörper die Drehachse der ITO in deren Bewegungsrichtung liegt, wird der Probekörper entweder direkt zur Feldquelle hin beschleunigt oder von ihr weggestoßen. Beim elektrischen Feld rotieren die ITO links oder rechts bezogen zur Bewegungsrichtung, aber immer ist die Drehachse = der Bewegungsrichtung. Es liegt eine Symmetrie vor.

Genau diese Symmetrie ist im ITO-Strom von bewegten Ladungen aber nicht mehr gegeben. Die ITO mit ihren geneigten Drehachsen werden am geladenen Probekörper nun ihren dominanten Eigendrehimpuls irgendwie vermitteln.
In jedem Punkt des Raumes, der von einem ITO-Strom mit geneigten Achsen aufgespannten Feld erfüllt ist, steckt nun das Potential einem geladenen Probkörper einen tangential gerichteten Impuls zu vermitteln.


Bild unten - von bewegten Elektronen und Defektelektronen kommennde jeweils geprägte ITO .
Die Drehachse ist gegenüber der Bewegungsrichtung geneigt. Das magn. Moment beider ITO wird an einem
geeigneten Probekörper in die gleiche Richtung weisen.
 


Detail 2 - Magnetische Komponente Detail


Der von einem stromdurchflossenen Leiter radial ausgehenden ITO-Strom führt an einem geeigneten Probekörper zu einer senkrecht zu Strom- und Bewegungsrichtung der ITO gerichteten Kraft.

(F=dp/dt). Wie bei der Linke-Hand-Regel .


weiter gehts hier zur Lorentzkraft in parallelen Leitern
Stand April 2020 - Seiten sind noch in Arbeit
Home
Kontakt
  Impressum
Physik Drei Figurinen eines Objektes
Beginnen wir mit NICHTS
DarkMatter
DarkEnergy
Lambda
Neutrinos
Impulsraum
Panta Rhei
Elektro-Magn. WW
Zur Mitte
1 Enklaven in der Metrik
2 Vier Dimensionen
3 Die Lichtgeschwindigkeit
4 Quanten in unterschiedlich geladenen virtueller Win einem rein elektrischen Feldelt
www.matthiasschellenberg.de