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Wir haben zuvor definiert, was ein Skalarfeld ist: Es handelt sich im Prinzip um eine Abbildung, die jedem Raum- und Zeitpunkt eine skalare Größe zuordnet.

Wo finden sich nun Beispiele solcher Skalarfelder in der Realität?

Beispiel aus dem Alltag

 Auf meteorologischen Wetterkarten finden sich Beispiele für Skalarfelder.

Beispiel

Druckfeld

Betrachtet man den Luftdruck auf der Erdoberfläche, so handelt es sich um eine skalare Größe, denn er wird mit Hilfe einer Zahl (eines Skalars), dem Wert des Drucks nämlich, beschrieben. Der Luftdruck kann sich sowohl räumlich als auch zeitlich ändern.

Die räumliche Abhängigkeit sieht man an der Tatsache, dass sich zu gleichen Zeitpunkten auf der Erde im Allgemeinen verschiedene Wetterlagen ergeben. Verschiedene Wetterlagen sprechen für verschiedene Hoch-und Tiefdruckgebiete. Die zeitliche Abhängigkeit verifiziert man ganz leicht, indem man den Luftdruck am gleichen Punkt der Erde zu verschiedenen Zeitpunkten misst.

Das Druckfeld der Luft in der Umgebung der Erdoberfläche wird auf Wetterkarten dargestellt. Dabei sieht man auf diesen Wetterkarten Systeme von Linien, die Hoch- und Tiefdruckgebiete kennzeichnen. Diese Systeme von Linien oder besser gesagt Isobaren entstehen, wenn man Raumpunkte gleichen Drucks verbindet.

Wenn also das Druckfeld in Abhängigkeit der Raumkoordinaten $x,y$ in einer ganz bestimmten (festen) Höhe $z$ der Erdatmosphäre mit $p(x,y)$ bezeichnet wird, dann gilt für eine Isobare die Gleichung

$p(x,y)=konstant$.

Einige dieser Isobaren findet man unten im Bild.
(Luft)druckfeld (Wetterkarte)
(Luft)druckfeld (Wetterkarte)
Multiple-Choice
Betrachte den in der Zeichnung dargestellten mit Wasser gefüllten Behälter.Wasserdruck in einem Behälter

Ordne die vier Drücke $p_1$, $p_2$, $p_3$ und $p_4$ nach ihrer Größe.
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Um den Wasserdruck ermitteln zu können, benutze das Pascalsche Gesetz. Danach ist der Wasserdruck $p$ proportional der Höhe $h$ der darüber liegenden Wassersäule. Es gilt genau $p(h)=\rho gh$, wobei $\rho$ die Dichte des Wassers und $g$ die Erdbeschleunigung darstellen.

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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