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Lexikon: Feldlinienmodell

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Allgemeines, Richtung, Stärke

Gravitationsfeldlinien
Beispiel für Gravitationsfeldlinien

Mit dem Feldlinienmodell lässt sich vereinfacht darstellen, wie ein Feld um einen Körper wirkt. Das Modell kann für Gravitationsfelder sowie elektrische und magnetische Felder verwendet werden. Die Linien sind dabei immer eindeutig definiert, d.h. sie teilen und kreuzen sich nicht.

Richtung

Die Feldlinien verlaufen stets in eine Richtung. Gravitationsfeldlinien sind bei (massereichen) Objekten praktisch Geraden, die zum Massenschwerpunkt ausgerichtet sind. Bei elektrischen Feldern beginnen sie bei einer positiven Ladung und enden bei der negativen Ladung. Bei Magnetfeldern ist die Richtung so definiert, wie sich der Nordpol eines Probemagneten ausrichtet, also vom Nordpol zum Südpol.

Feldlininen eines Stabmagneten
Feldlinien eines Stabmagneten[1]

Stärke

Über die Dichte der Linien wird die Stärke des Felds angegeben. Beim Gravitationsfeld erkennt man, dass überall etwa eine gleich große Stärke vorherrscht. Man spricht hierbei von einem homogenen Feld. Beim Stabmagneten bzw. bei Magneten im Allgemeinen sind dagegen die Feldlinien ungleich verteilt. Es liegt also ein inhomogenes Feld vor.


Ermittlung der Feldlinien

Zur Ermittlung der Feldlinien gibt man einen geeigneten Probekörper in das Feld und beobachtet, wie sich dieser zu unterschiedlichen Zeitpunkten verhält. Dann verbindet man die einzelnen Punkte zu einer Linie.

Um also Feldlinien eines Gravitationsfelds (z.B. der Erde) zu ermitteln, kann man einfach ein Objekt – wie einen Ball – fallen lassen. Man beobachtet dabei, wie sich dieser in einer geraden Linie bewegt. Diese Gerade ist dann eine Gravitationsfeldlinie.

Bei Magnetfeldern kann man einen magnetisierten, auf Wasser schwimmenden Körper an den Pol eines Stabmagneten positionieren[2]. Er bewegt sich dann auf einer bestimmten Bahn zum anderen Pol. Einen ähnlichen Ablauf erhält man auch bei elektrischen Feldern. Diese Bahnen entsprechen dann den Feldlinien.


Nachteile des Modells

Da es sich bei den Feldlinien lediglich um ein Modell handelt, kann die Wirklichkeit nur vereinfacht dargestellt werden. So wird zwar die Richtung angezeigt. Dies geschieht aber in einer Ebene, während das Feld in Wirklichkeit im Raum existiert. Ebenso wirkt es auch zwischen den gedachten Feldlinien. Zudem kann man zwar die relative Stärke innerhalb des Felds erkennen; Aussagen über die absolute Stärke des Felds sind indes nicht möglich[3].



Literatur

  1. Fösel, Angela / Reinhard, Bernd / Sander, Peter / Schweitzer, Stefan / Thanner, Anton: Fokus Physik 9 - Gymnasium Bayern, 12007 Berlin, Cornelsen Verlag, ISBN 978-3-464-85317-7.
  2. Gau, Barbara / Meyer, Lothar / Ried, Claudia u.a.: Physik 9 - Gymnasium Bayern, 12007 Berlin, Paetec Schulbuch Verlag / C. C. Buchners Verlag, ISBN 978-3-8355-3059-1 .

Quellen

  1. commons.wikimedia.org, Geek3
  2. S. 10, Fokus Physik 9
  3. S. 11, Physik 9

Überschriften

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