Quelltext der Seite Materie im elektrischen Feld

([[Inhalt_Kursstufe|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Das elektrische Feld|'''Das elektrische Feld''']])


==Versuche==
===Kondensator mit Dielektrikum===
===Faradayscher Käfig===

*[https://www.youtube.com/watch?v=79xMsqRp6dE MIT Video] einer Vorlesung von Walter Lewin. (
Lecture 5: Electrostatic Shielding (Faraday Cage)) Ab 43:00 Influenzierter Gegenstand, Radio und Mensch im Faradaykäfig.

==Ergebnisse==
*Elektrisch neutrale Gegenstände werden durch ein elektrisches Feld polarisiert (influenziert). Die Polarisation eines Gegenstandes hält aber ohne Feld nicht an. 
*Innerhalb des polarisierten Gegenstandes bildet sich ein elektrisches Gegenfeld aus. An den Rändern entstehen Polarisierungsladungen. Durch die Polarisierung wird das elektrische Feld im Gegenstand schwächer. 
:Quellen des elektrischen Feldes sind freie elektrische Ladungen und an polarisierte Gegenstände gebundene Polarisationsladungen.
*Die Energie ist nun im schwächeren Feld und im polarisierten Gegenstand gespeichert.

 

===Molekulare Veränderungen===
Die Veränderungen auf der Möleküle des Gegenstandes sind, je nach Eigenschaft des Materials, unterschiedlich:
*Bei Leitern verschieben sich die beweglichen Hüllenelektronen.
*Bei Isolatoren verschieben sich die Atomhüllen der einzelnen Atome.
*Bei Materialien, deren einzelne Moleküle bereits eine elektrische Asymetrie aufweisen und deshalb ein Dipol sind, drehen sich die Moleküle und richten sich aus.

===Dielektrizitätszahl und Polarisation===
Es gibt zwei Möglichkeiten, die Stärke der Polarisation (Influenz) von Material zu beschreiben.
*Einmal mit der Dielektrizitätszahl: Verhältnis der Feldstärke mit und ohne Material.
Die Feldstärke sinkt auf <math>1/\epsilon_r</math>-el. 
*Oder man beschreibt, um welchen Betrag sich die Feldstärke absolut geändert hat. Der fehlende Betrag gibt an, wie stark das Material polarisiert ist:

Die Polarisierungslinien beschreiben den Polarisierungszustand und verlaufen innerhalb des Gegenstandes von den negativen zu den positiven Polarisations-Ladungen.

Deshalb beginnen die Polarisationslinien dort, wo die Feldlinien enden. Polarisationslinien enden dort, wo Feldlinien beginnen.


 
<gallery widths=200px heights=150px  perrow=3 ">
 Bild:Kondensator_Übersicht_Feld.png
 Bild:Kondensator_Übersicht_Linien.png
 Bild:leer.jpg
 Bild:Kondensator_Übersicht_mit_Materie_Isolator.png|Ein isolierender Gegenstand wird durch Verschiebung der Elektronenhüllen [[Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)#Elektrische und magnetische Influenz.5B7.5D|polarisiert]].
 Bild:Kondensator_Übersicht_mit_Materie_Leiter.png|Bei einem leitenden Gegenstand werden die beweglichen Elektronenhüllen insgesamt verschoben.
 Bild:Kondensator Übersicht mit Materie Polarisation +-P.png|Der Gegenstand ist polarisiert, an den Oberflächen des Gegenstandes befinden sich (Polarisations-) Ladungen...
 Bild:Kondensator_Übersicht_mit_Materie_Gegenfeld.png| und es bildet sich innerhalb des Gegenstandes ein elektrisches Gegenfeld aus.
 Bild:Kondensator Übersicht mit Materie Linie Er ohneE0.png|Die Dielektrizitätszahl <math>\epsilon_0</math> gibt an auf welchen Bruchteil die Feldstärke im Gegenstand abnimmt.
 Bild:Kondensator_Übersicht_mit_Materie_Linien_Er_P.png|Die dielektrische Verschiebung D bleibt im gesamten Bereich konstant. 

</gallery>

==Links==
* Skript der Uni Würzburg: [http://www.physik.uni-wuerzburg.de/einfuehrung/SS06/09%20Dielektrika%20im%20E-Feld.pdf Dielektrika im Feld]
* Skript: [https://courses.cit.cornell.edu/ece303/Lectures/lecture7.pdf Lecture7 Polarization] (Cornell University, Ithaca, New York)
* Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektret Elektret] Elektrisches Analogon zu Dauermagneten. Materie wird dauerhaft elektrisch polarisiert.
** [http://www.fl-electronic.de/modifikation/elektret.html Herstellung von Elektreten und Elektretmikrofone] (FL-electronic / Neuklang Mühlenpfordtstr.5 38106 Braunschweig)