Die Lorentzkraft
Mit den Erkenntnissen aus den Versuchen mit dem Fadenstrahlrohr können wir jetzt das Leiterschaukelexperiment neu deuten.
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Hinweise zur Simulation
Zur bekannten Simulation des Leiterschaukelversuches lässt sich nun auch noch eine "Atomistische Deutung" dazuschalten. Dabei werden einige Ladungsträger stellvertretend rechts im Großbild des Alustabs eingezeichnet. Die Ausmaße der eingezeichneten Ladungsträger entsprechen natürlich nicht der Realität, sondern die Teilchen wurden aus Darstellungsgründen übertrieben groß gezeichnet. Arbeitsaufträge
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Nun erfährt nicht nur der einzelne eingezeichnete bewegte Ladungsträger eine Kraft im Magnetfeld, sondern alle Ladungen, die sich im betreffenden Leiterabschnitt bewegen. Die Krafterscheinung beim durchflossenen Leiter im Magnetfeld können wir uns als Summierung der Lorentzkräfte auf die bewegten Ladungen innerhalb des Leiters erklären.
Exkurs: Das Lorentzkarussell
In ein zylinderförmiges Gefäß, das mit Wasser gefüllt ist, wird reichlich Kochsalz (NaCl) gelöst. Am Außenrand wird ein Ring Aluminiumfolie als Anode angebracht und in der Mitte befindet sich ein Kupferstab als Kathode. Darunter befindet sich eine Spule, deren Feld durch einen Eisenkern verstärkt wird. Das Magnetfeld ist zunächst so gerichtet, dass der Südpol dem Gefäßboden zugewandt ist. Um später das Magnetfeld umpolen zu können, wurde noch ein Wechselschalter in den Spulenstromkreis eingebaut. Zur besseren Sichtbarkeit von Strömungen wurde die Flüssigkeit mit kleinen schwarzen Partikeln versetzt.
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Zusammenfassung
Bewegen sich Ladungen nicht parallel zum einem Magnetfeld, so erfahren Sie eine Kraft, die Lorentzkraft genannt wird. Die Lorentzkraft steht senkrecht zur Bewegungsrichtung und zur Magnetfeldrichtung. Mit der UVW-Regel der rechten Hand können wir die Kraftwirkung vorhersagen. Sie ist am größten, wenn sich die Ladungen senkrecht zur Magnetfeldrichtung bewegen.
Ach ja, und: Elektronen sind also nicht blau, sondern farblos.
