Graphische Darstellung von Feldern

Verschiedene Darstellungsmöglichkeiten

Untersucht man ein Feld mit einem Probekörper, so kann man an jeder Stelle die Stärke und Richtung der Kraft auf den Probekörper messen.

Dadurch kann man für jede Stelle des Feldes eine Stärke und eine Richtung angeben, welche die Dichte und Struktur des Feldes beschreibt.

Diese Eigenschaften kann man unterschiedlich darstellen. Das Feld selbst kann man nicht zeichnen, aber die Zeichnungen geben eine gewisse Vorstellung davon.

• Verschiedene Darstellungen eines Zentralfeldes um eine Kugel
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  Das Helligkeitsbild gibt die (Energie-)Dichte oder Stärke des Felds an.

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  Das Pfeilbild gibt Stärke und Struktur des Feldes an.

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  Das Linien-Flächen-Bild aus Feldlinien (rot) und dazu senkrechten Feldflächen (grün).

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  Man kann auch das Helligkeitsbild mit den Linien und Flächen kombinieren.

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  Oder das Pfeilbild mit den Linien und Flächen.

• Welche reale Situation wird durch die fünf Darstellungen beschrieben?

Die Antwort liefert dieses Video - Aber erstmal nachdenken!

Weitere Beispiele

Um herauszufinden was die Bilder darstellen könnten, stellt man sich vor man würde mit einem Probekörper die verschiedenen Stellen des Feldes abtasten.

Bei diesen Darstellungen wurde die felderzeugende Eigenschaft durch eine rote oder blaue Farbe gekennzeichnet.

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  Das Feld um und zwischen zwei Gegenständen.

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  Diese beiden Gegenstände unterscheiden sich von den ersten beiden.

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  Die felderzeugenden Eigenschaften sind "eckiger".

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  Hier hat sich irgendetwas verschoben.

Zeichnen mit Fieldlab

Zeichnen Sie das Feld folgender Situationen:

• Ein langer Stabmagnet
• Ein Scheibenmagnet
• drei Stabmagnete aneinandergereiht
• Sonne Erde und Mond

Zeichenregeln

aus KPK

Spezielle Felder

BILDER VON BEISPIELEN ENTWEDER FOTOS ODER MIT FIELDLAB!

Das Zentralfeld

Darstellung eines Zentralfeldes mit Dichte, Feldlinien und Flächen.

• Feld eines kugelförmigen, im Extremfall punktförmigen Gegenstandes mit elektrischer Ladung oder Masse.

Ein magnetisches Zentralfeld kann man näherungsweise durch einen sehr langen Stabmagneten realisieren. An beiden Polen ist dann ungefähr ein Zentralfeld.

Das homogene Feld

Kondensator mit großen Platten und kleinem Abstand Kurzer Magnet mit großflächigen Polen, wie ein Scheibenmagnet. Es gibt keinen "Gravitationskondensator", da es nur positive Massen gibt. Das Gravitationsfeld ist in dem uns vertrauten Bereich von ca. 10 km Breite, Länge und Höhe fast homogen. (Alle Felder sind in einem kleinen Ausschnitt fast homogen!)

Darstellung eines fast homogenen Feldes zwischen zwei unterschiedlichen Ladungen.

Eine mögliche Realisierung durch die Magnetisierung eines Ringmagneten.

Links

• Das Zeichenprogramm "FieldLab", mit dem man viele verschiedene Darstellungen von Feldern erstellen kann.