Frage zum Elektromagnetismus?
Woher wollen die Physiker wissen, das eine elektromagnetische Welle ein elektrisches Feld und ein magnetisches Feld hat, sind ja am Ende alles nur Photonen auf dieser Welle, wieso differenziert man also hier, macht doch am Ende keinen Unterschied mehr?
Elektrische Felder bestehen aus Photonen und magnetische Felder ebenso, sonst würden sie sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, aber was bringt die Differenzierung jetzt?
5 Antworten
Der unterschied zwischen einem magnetischen Feld und einen elektrischen Feld ist der, dass das magnetische Feld in sich geschlossen ist. Es hat also einen Punkt aus dem es austritt und es hat einen Punkt in dem es endet.
Ein elektrisches Feld hingegen hat einen Ursprung endet aber nirgends. Ein Elektrisches Feld breitet sich radial in alle Richtungen aus.
Die Gemeinsamkeit die das magnetische und das elektrische Feld haben liegt mehr oder weniger in der Ursache.
Während die Ursache eines elektrischen Feldes die Anwesenheit von Ladungsträger ist, hängt die Ursache eines Magnetischen Feldes mit der Rotation des elektrischen Feldes zusammen. Elektrische Felder und Magnetische Felder unterscheiden sich also gar nicht mal so extrem voneinander außer das das magnetische eben mit einer Rotation zutun hat und somit einen Punkt hat aus dem es entspringen und enden kann.
Am Ende hat ein Magnetfeld immer mit Bewegung von Ladungsträger zu tun. Lass mich dir das etwas mehr verdeutlichen:
Du hast einen elektrischen Leiter durch dem ein Strom fließt und es baut sich ein magnetisches Feld auf, der sich wie folgt verhält:
H=I/2*Pi*r
Die magnetische Feldstärke H wird umso größer, je größer der Strom ist, der durch den Leiter fließt, es wirkt allerdings umso schwächer je weiter man von der Quelle also dem durchflossenen Leiter entfernt ist also je größer der Radius ist. Die Gleichung 2*Pi*r sagt uns, dass das Magnetfeld Kreisförmig um den Leiter aufgebaut wird. (Umfang eines Kreises).
Nun machen wir den Leiter immer dünner und dünner. Irgendwann sind wir in der Welt der Atome angekommen (wir nehmen mal für Spass an, dass das funktioniert) und wir stellen fest, dass es immer noch zu einem Magnetfeld kommt. aber wir haben nur Ladungsträger und nichts was rotiert wieso entsteht ein Magnetfeld?
Weil sich eben Wohl etwas rotiert, nämlich die Elektronen rotieren in ihrer eigenen Achse man nennt diese Rotation auch Spin.
Auch das Magnetfeld eines Dauermagneten hat etwas mit der Bewegung de Elektrons um den Atomkern und der eigenen Rotation der Ladungsträger zu tun. Das sind im Prinzip die Elementarmagnete von denen in der Schule im Physik unterricht immer die Rede ist.
Die Frage ist, wie man etwas nennt...
Es geht um Elemente eines Modells mit ihre Eigenschaften. Das Zusammenspiel dieser Elemente ergibt das Modell und die Möglichkeit rechnerisch Vorhersagen zu bilden, die von jedem im Experiment nachvollzogen werden können.
Es ist also egal, ob wir die Dinge so oder so nennen. Wichtig ist, dass wir anhand der Experimente die Eigenschaften der einzelnen Elemente nachweisen können und die Elemente sich darin unterscheiden müssen, weil ansonsten die Experimente scheitern.
Nenn die Dinge, wie du willst. Es muss unterschieden werden. Ansonsten sind die Modelle ungenau oder sogar falsch und würden durch bessere ersetzt werden.
https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_wave_equation
Die Existenz von elektromagnetischen Wellen folgt aus den Maxwell-Gleichungen. Da ein oszillierendes E-Feld ein B-Feld hervorruft und umgekehrt, ist die Existenz von puren mag. oder elek. Wellen unmöglich.
Diese Felder bestehen nicht aus Photonen.
Du solltest dich erst mehr mit Elektromagnetismus beschäftigen. Ich würde das EM-Feld als wesentlich grundlegender einstufen als Photonen.
Ich glaube du hast dich verlesen.
Die Felder bestehen nicht aus Photonen.
Die Wellen und Photonen lassen sich natürlich miteinender identifizieren.
Okay, aus was bestehen die Wellen dann, eine EM-Welle hat ja ein elektrisches und ein magnetisches Feld, bei denen es anscheinend keinen Unterschied gibt, wenn man sich die Gleichung aus deinem Link anschaut, sind die exakt die gleichen, nur beim einen steht E und beim anderen B?
Stell dir die Membran einer Trommel vor (am besten unendlich groß). Auf dieser Membran können sich auch Schwingungen ausbreiten. Es reicht zunächst aus, sich das EM-Wellen genau so vorzustellen. Es besteht keine Notwendigkeit von einem Material zu sprechen, aus dem sie bestehen.
Die Symmetrie von E und B-Feldern hast du super erkannt. Auf diesem Wikipediaartikel wurde vorrausgesetzt, dass man sich im Vakuum befindet. Das bedeutet keine Ladungen, die ein E-Feld hervorrufen und keine Ströme, die B-Felder erzeugen.
Natürlich besteht eine elektromagnetische Welle aus Photonen,
Eine Welle ist eine Welle und ein Teilchen ist ein Teilchen. => Dualismus!
Die Existenz von elektromagnetischen Wellen folgt aus den Maxwell-Gleichungen.
... eigentlich ist es so, daß man sie messen/sehen kann. (Das Ei kam vor dem Huhn.) Licht ist zB. eine elektromagnetische Welle.
Die Gleichungen verbinden die EM Dinge miteinander. Schlauer Kerl, der James Clerk!
elektrische felder "bestehen" nicht aus photonen. als photon bezeichnet man eine bestimmte anregung im elektromagnetischen feld.
mann kann es nachweisen.
Bestimmt kennst du den Versuch mit Eisenspänen?
Das sich die Eisenspäne in Magnetfeldrichtung ausrichten? Ja kenne ich. Aber das beantwortet meine Frage nicht so richtig.
Es geht mir eigentlich eher um die quantenphyiskalischen Umstände
Natürlich besteht eine elektromagnetische Welle aus Photonen,
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Welle
Ein Elektron kann sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, ein Photon schon, nur so kommt die Lichtgeschwindigkeit zu Stande.