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Feldkonzept- allgemeiner Überblick

Der Begriff des Feldes mag dem Leser aus anderen Zusammenhängen bekannt sein. Um jedoch wissenschaftlich präzise arbeiten zu können, muss man den Unterschied zwischen dem umgangssprachlichen Begriff und dem physikalischen Begriff des Feldes deutlich herausarbeiten.

Von solchen physikalischen Feldern sind wir stets umgeben; dazu gehören zum Beispiel das Temperaturfeld und das Druckfeld, die man auf meteorologischen Wetterkarten findet. Ein weiteres bekanntes Feld ist das Erdmagnetfeld. Allen diesen Feldern liegt eine mathematische Gemeinsamkeit zugrunde, die man wie folgt beschreiben kann:

Merke

Ein Feld ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Punkt des Raumes oder eines Bereichs davon eine physikalische Größe zugeordnet ist. Diese physikalische Größe kann entweder durch ein Skalar (Zahlenwert) oder auch durch einen Vektor dargestellt werden.

Je nach dieser Zuordnung spricht man dann von Skalarfeld bzw. Vektorfeld.

Mathematische Präzisierung

Nehmen wir an, dass eine physikalische Größe $A$ in Abhängigkeit von Raum- und Zeitkoordinaten beschreibbar ist. Dann nennen wir sie Feldgröße und schreiben

$A=\Phi(x,y,z,t)$.

Klassifikation der Feldgröße

  • Wobei $\Phi$ ein Skalarfeld darstellt, wenn $A$ richtungsunabhängig ist. $\Phi$ liefert dann skalare Größen.
  • Ist jedoch die Feldgröße $A$ richtungsabhängig, dann ist $\Phi$ ein Vektorfeld (durch Vektorpfeil gekennzeichnet).

Man kann nun eine weitere Klassifizierung des Feldes vornehmen, wenn man die Abhängigkeit von den Raum- und Zeitkoordinaten berücksichtigt.

Klassifikation nach Abhängigkeit von Raum-Zeitkoordinaten

  • Ist das Feld ortsunabhängig (unabhängig von $x,y,z$) und damit räumlich konstant, dann spricht man von einen homogenen Feld.
  • Andernfalls spricht man bei Ortsabhängigkeit von einem inhomogenen Feld.
  • Im Fall, dass ein Feld zeitlich konstant ist, nennen wir es stationär.
  • Im gegenteiligen Fall handelt es sich um ein instationäres Feld.

Man kann sagen, dass der Feldbegriff eine Idealisierung wie der Begriff des Massenpunktes aus der Mechanik ist. Zwar handelt es sich um ein mathematisches Konstrukt, doch hat sich dieses Konstrukt bei der Beschreibung physikalischer Phänomene zahlreich bewährt. Das Feld ist daher physikalische Realität, denn man kann seine Wirkung auf Probekörper nachweisen, was noch in den folgenden Kapiteln gezeigt wird.

Lückentext
Bitte löse die folgende Lücke.
Ein Skalarfeld, welches sich zeitlich nicht verändert, nennt man .
0/0
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Hinweis:

Bitte füllen Sie alle Lücken im Text aus. Möglicherweise sind mehrere Lösungen für eine Lücke möglich. In diesem Fall tragen Sie bitte nur eine Lösung ein.

Vorstellung des Online-Kurses Ladungen und FelderLadungen und Felder
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Ladungen und Felder

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Feldkonzept- allgemeiner Überblick
    • Einleitung zu Feldkonzept- allgemeiner Überblick
    • Skalarfeld
    • Vektorfeld
  • Elektrische Ladungen und Felder
    • Einleitung zu Elektrische Ladungen und Felder
    • Elektrische Feldkonfigurationen
      • Einleitung zu Elektrische Feldkonfigurationen
      • Radialsymmetrisches Feld
      • Homogenes Feld
    • Arbeit im elektrischen Feld
    • Eigenschaften des elektrischen Feldes
  • Elektrische Ströme und magnetische Felder
    • Einleitung zu Elektrische Ströme und magnetische Felder
    • Lorentz-Kraft auf stromdurchflossene Leiter
    • Magnetische Feldkonfigurationen
  • Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
    • Einleitung zu Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
    • Braunsche Röhre
    • Wien-Filter
    • Fadenstrahlrohr
    • Hall-Effekt
  • 18
  • 13
  • 5
  • 5

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