Welche Arbeit verrichtet ein E-Feld an einem Proton?

5 Antworten

Ein Magnetfeld verrichtet KEINE Arbeit an einem Proton.

  • Erstens entsteht eine Kraft auf das Proton nur, wenn sich dieses im Magnetfeld bewegt
  • Zweitens wäre diese Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung (also auf der entstehenden Kreis- oder Spiralbewegung radial) gerichtet, womit die Arbeit als Skalarprodukt aus Kraft und Weg = 0 ist.

Somit wäre Antwort d) richtig, weil nicht verrichtete Arbeit nicht neutral sein kann.

0
@Denker94

Ja, falls wirklich Magnetfeld gemeint ist.

Deine Frage ist da ja relativ unklar formuliert (mal Magnetfeld, mal elektrische Feld, mal Proton, mal Positron).
Ich hab mich auf die Hauptfrage konzentriert.

1
@atoemlein

Ich kann es dir leider nicht sagen, die Aufgabe ist aus dem Halliday, allerdings aus einer uralten Ausgabe, wenn ich morgen eine neure oder das Lösungsbuch in die Finger bekommen sollte werde ich mir wieder melden. Bis dahin Danke dir und allen anderen für die Hilfe

0

Ich hätte jetzt d gesagt.

Wo ich mir sicher bin:

Positive Ladung = Elektronenmangel (nicht Protonenüberschuss. Bei Halbleitern spricht man von "Löchern", weil Elektronen-"Plätze" frei sind, da die Elektronen, die dort hingehörten, am anderen Ende herumschwirren, wo der Überschuss herrscht)

Negative Ladung = Elektronenüberschuss

Durch die Metallgitterstruktur bleiben freie Elektronen übrig. Nur diese werden zu Strom, wenn man sie verschiebt.

Was ich jetzt nicht so genau weiß:

Inwieweit die Protonen abseits der Elektrotechnik auf Atomebene von elektrischen oder magnetischen Feldern beeinflusst werden, weiß ich allerdings nicht.

PS: elektrisches und magnetisches Feld sind zwei verschiedene Dinge. ;)

Woher ich das weiß:Hobby – Ich beschäftige mich schon mehrere Jahre damit.

Hier ist ein Simulationstool und bei Fall zwei ballern die Protonen in ein homogenes Feld und die werden in Richtung der Feldlinien beschleunigt. Das Proton kann sich demnach also nicht "von selbst" entgegen der Feldlinien da rein bewegen. Oder? https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/bewegte-ladungen-feldern

0
@MeisterY0da

Keine Ahnung, wie diese Simulationen funktionieren. Mit der chemischen Ebene kenne ich mich nicht so aus.

Wenn du ein einzelnes Atom durch ein elektrisches Feld schickst, wird es nicht in dessen Bestandteile zerlegt (Das wäre ja Kernkraft^^). Die Protonen bleiben am Kern dran. Wenn, wird das gesamte Atom je nach dessen Ladung in eine bestimmte Richtung beschleunigt.

0
@Franky12345678

"zeigt die Animation, wie mit Hilfe von elektrischen Feldern in Teilchenbeschleunigern Protonen bis auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Dabei treten die Protonen bereits mit einer hohen Geschwindigkeit parallel zu den Feldlinien in das elektrische Feld ein und werden in Richtung der Feldlinien weiter beschleunigt." Daraus folgert hoffentlich, dass Protonen allgemein in Richtung der Feldlinien beschleunigt werden und der Umkehrschluss.

0
@Franky12345678

Weiß nicht wie du auf das Beispiel kommst, Atome würden zerstört wenn wir sie durch ein Feld schicken. Dann wäre hier alles am Arsch! Das ist klar. Dann könnte ich nichtmal einen Bleistift an meinem Notebook vorbei bewegen ohne eine Katastrophe zu verursachen! Witzig! :D

0

Und was hat das alles mit der Frage zu tun?

0

Die Aufgabe ist 1:1 kopiert, an mir kann es also weniger liegen. Die verschiedenen Meinungen hier geben mir aber wenigstens das Gefühl, nicht ganz doof zu sein

Doofe Quelle, die eine Aufgabe stellt, die magnetische und elektrische Felder in denselben Topf wirft -.-

1
@Franky12345678

Aber dort ist doch von einem elektrischen Feld die Rede. Oder nicht? Weiß nicht was du meinst, aber wenn du recht hast spricht das auch für Antwort d! :) Oder ist die Arbeit doch einfach immer positiv? tja. Ich gebe auf!

0
@MeisterY0da

Lies mal die dicke Überschrift :)

Wenn die auch 1:1 abgeschrieben wurde, dann beißt die sich mit der Aufgabenbeschreibung.

0
@Franky12345678

Ja oh backe. Lese gerade, dass dann die "Dreifingerregel" ins Spiel käme und die Lorenzkraft das Proten wegdrücken würde. Tja, es sieht nicht rosig aus und hier wird es nichtmal mathematisch! :D

1
@MeisterY0da

Das ginge hier dann garnicht, da sich das Proton nur orthogonal zu den Feldlinien bewegen könnte und die Lorenzkraft es dann jeweils nach oben oder unten drückt. Also beim Magnetfeld macht das keinen Sinn und d wäre richtig! Oder?

0
@MeisterY0da

Ah ne das ist quatsch was ich gesagt habe. Es kann sich auch nicht orthogonal zu den Feldlinien bewegen, nur die Dreifingerregel geht dann nicht. War nur das erstbeste was ich gefunden hatte. So, das wars, bin hier weg :)

0
@Franky12345678

Alles klar. Wenn es sich hier um ein Magnetfeld handelt und das Teilchen sich dazu parallel bewegt, ist es so, als gäbe es überhaupt kein Feld und die Antwort wäre Null.

0

Ganz ehrlich. Feldtheorie ist der größte Hirnfick, den es auf diesem Planeten gibt. Ich kein komplizierteres Thema. Auch wenn die Frage für Physikstudenten wohl einfach ist: Mein herzliches Beileid, dass du dich damit befassen musst! :)

0
@MeisterY0da

> Feldtheorie ist der größte Hirnfick, den es auf diesem Planeten gibt.

weißt du überhaupt, wovon du sprichst?

Aus deinem Profil entnehme ich kein Expertenwissen, dass dich legitimiert, solche Aussagen zu treffen.

0
@michiwien22

Ich habe ja auch keinerlei Expertenwissen angegeben und wie du hier aus meinen Kommentaren schließen kannst, behaupte ich auch keiner zu sein oder irgendwie groß Ahnung zu haben. Wo ist also das Problem?

0
@michiwien22

Ich würde deinen Kommentar umgekehrt besser verstehen, wenn ich behauptet hätte, dass das alles total easy sei. Soso. Elektrotechniker. Etwas Fouriertransformation, Gaußverfahren, Integralrechnung, analoge Elektronik und da will ich garnicht groß weiter gucken, weil es mir da schlecht wird und ich das kotzen kriege. Ein echter Fachidiot also! Na das sind mir die Liebsten und keine Frage, du hast mehr Expertenwissen als ich und ich respektiere das! Bitte verfolge mich nicht, ich will doch nur spielen! :D

0
@MeisterY0da

Und warum kannst du dann sagen, Feldtheorie wäre der größte Hirnfick den es auf diesem Planeten gäbe?

Es wäre schon angebracht von etwas ein wenig Ahnung zu haben, bevor man etwas als "Hirnfick" abtut.

Die Feldtheorie ist Grundlage von so fast allem was einem in der Physik, aber auch in der Technik begegnet. Und ja, das kann man auch kritisieren - aber ganz sicher nicht auf dem Niveau, wie du es tust. Das ist einfach nur lächerlich. Niemand zwingt dich, dass du dich mit diesen Themen befasst, aber man kann sehr wohl erwarten, dass man hier in einem Forum keinen Blödsinn verzapft, nur weil man einen schlechten Tag hatte und mit dem falschen Fuß aufgestanden ist.

0
@michiwien22

Ja du hast ja recht. Aber ich bin halt etwas lockerer drauf als ein studierter Physiker oder Ingenieur und nehme das mit der Etikette und Knigge und so nicht ganz so ernst. Mit den Maxwellgleichungen kannst du mich jagen, ich habe die bis heute nicht verstanden, egal wie lange ich sie mir ansehe. Bei dem Niveau, was hier in dem Forum herrscht, ist es ok, wenn da auch mal einer wie ich seinen Senf dazu gibt, was wenigstens eine Form von Interesse darstellt. Das ist ja kein spezielles Techniker, Mathematiker oder Physikerforum, auch wenn es hier bestimmt einige kompetente Experten gibt.

0

Ich bin kein Experte, aber die Frage ist irgendwie komisch. Ein Proton "bewegt sich" entgegen der Feldlinien in das Feld rein? Ja wie, ist das vorher mit dem Teilchenbeschleuniger da rein geballert worden, weil von selbst bewegt es sich da bestimmt nicht rein. Ist das eine Trickfrage und das ergibt alles keinen Sinn? Kann das sein? Ich hasse Feldtheorie und mir wird beim angucken der Definitionen ganz schwindelig. Anderswo heißt es, die Arbeit im homogenen Feld sei durch zwei Punkte definiert, nicht aber durch den Weg. Crazy Shit! Ich hoffe ein Experte löst das Problem! Mich interessiert tatsächlich die Lösung, weil ich es nicht verstehe und deswegen ist mein verzweifelter Lösungsvorschlag Antwort d! Ich glaube ich habe auch noch nie etwas von negativer Arbeit gehört, also da würde ich dir zustimmen.

Protonen werden in Richtung der Feldlinien beschleunigt. Entgegen der Feldlinien gebremst. Deswegen kann es sich da nicht "einfach so" auf mysteriöse weise hinein bewegen als würde es angezogen werden. Also wie gesagt, ekliges Thema. Mein Beileid! :)

0

Bewegt es sich allerdings durch ein Magnetisches Feld parallel zu den Feldlinien, ist die Antwort hier Null.

1
@MeisterY0da

die Antwort ist auch Null, wenn es sich beliebig zu den magnetischen Feldlinien bewegt.

0
@michiwien22

Echt? Wusste ich nicht. Äh danke! Ich habe mir nur diesen einen Fall angesehen. :)

1
@MeisterY0da

siehst Du: du kannst dich ja auch normal benehmen ;-)

Da die Kraft bei der Bewegung einer Ladung durch ein Magnetfeld immer normal zur Geschwindigkeit wirkt, kann die Geschwindigkeit nur die Richtung ändern, aber betragsmäßig nicht zunehmen.

1
@michiwien22

Ich gehe mal davon aus, dass du das wirklich verstanden hast. Ich sehe den Zusammenhang nicht, akzeptiere aber hier die Geschwindigkeit als eine Konstante. Wenn ich mir die Formeln für Teilchen im Magnetfeld angucke, müsste sich die Ladung, die Flussdichte, sin (alpha) oder aber die Kraft selbst ändern, damit sich auch v "ändern darf", bei Teilchen die sich "schräg", also irgendwie durch ein homogenes Magnetfeld bewegen. Also ist die einzige Möglichkeit: Wir betrachten hier nur Konstanten! Aber ok, das ist ja egal. Meine Frage: Wieso sagst du mir das? Wenn v sich nicht ändern darf und Konstant bleibt, kann doch trotzdem "Arbeit" stattfinden. W=F*s. Wir haben irgend eine Kraft, das Teilchen legt einen Weg zurück. Wo ist das Problem? Also ich sehe schon, die Formel gilt nur für Teilchen im elektrischen Feld, nicht aber für Teilchen im Magnetfeld ( da gibt es keine Formeln für die Arbeit, was mir natürlich sehr suspekt erscheint), also muss hier irgend etwas 0 werden. Also müsste der Weg 0 sein, weil es ja noch die Formel mit dem Integral über der Kraft gibt ( also für die Arbeit "allgmein" oder eines Teilchens im E-Feld). Das Integral kann nur "immer Null" werden im Intervall 0. Es kann also keine Bewegung stattfinden, wenn du recht hast? ABER DAS TEIL BEWEGT SICH DOCH LAUT AUFGABE! :D Also du brauchst wirklich nicht zu antworten, weil ich das niemals ganz verstehen werde und das ist so über einen Chat wohl auch unmöglich. Ein Magnetfeld kann keine Arbeit an einem Teilchen verrichten? Wieso steht das dann nicht einfach irgendwo auch so geschrieben? Wenn du das mit deinem Kommentar oben gemeint hast, kann ich das nicht erkennen. Das ist wirklich Zeitverschwendung, trotzdem danke für deine Mühen. :D

0
@michiwien22

Und jetzt wird es absurd: Irgendwo habe ich aufgeschnappt, ein sich "bewegendes magnetisches Feld" wirkt auf ein Teilchen wie ein elektrisches Feld. Wenn sich hier also nur das Teilchen bewegt, ist es so, als würde sich aus Sicht des Teilchens das Magnetfeld bewegen und wir betrachten hier eigentlich ein elektrisches Feld? Wie gesagt, ich mach Feierabend. Das wird mir zu viel.

0
@MeisterY0da

Nachzulesen z.B. unter https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft:

Bei der Ablenkung eines Teilchens der Ladung ... im räumlich und zeitlich konstanten Magnetfeld wird im Gegensatz zur Ablenkung im elektrischen Feld keinerlei Arbeit verrichtet, die kinetische Energie und damit die Bahngeschwindigkeit bleiben also unverändert, denn...

die weitere Erklärung steht dort.

Ähnliches findet man an gefühlten zehntausend anderen Stellen.

1
@michiwien22

Ja super! Alles erstmal schön mit einer Differentialgleichung verschlüsseln, damit es auch ja schön kompliziert wird. Ihr Physiker seid schlimmer als Esoteriker! Ich gebe es auf und nochmal danke. Vielleicht gucke ich mir das morgen noch mal an.

0
@michiwien22

Ich gucke mir sowas immerhin freiwillig an, ohne beruflichen oder schulischen Zwang und nein, das ist nicht so einfach und selbstverständlich. Wenn man das "wirklich verstehen" will kostet das viel Arbeit und ja, im nachhinein ist das bestimmt ganz einfach. Wie gesagt, danke für deine Mühen und gute Nacht. :)

0
@MeisterY0da

"Wirklich verstehen" kann man in der Physik zumindest nicht die grundsätzlichen Dinge - Beispiel Quantentheorie. Man muss das Beobachtete einfach hinnehmen als Erfahrungstatsachen.

Anderes Beispiel: kann niemand erklären, warum es Gravitation gibt, zumindest sagen die Physiker, die Gravitationskraft ist umso größer, je größer die in der Nähe befindliche Masse ist.

0
@MeisterY0da

Hast du schon mal was von der Trägheit der Masse gehört. Das Teilchen, das einmal beschleunigt wurde (übrigens durch ein veränderliches Magnetfeld), bewegt sich ohne vorhandenes Magnetfeld geradlinig weiter.

Die Beschleunigung von Protonen wird im LHC im CERN mit gepulsten Magnetfeldern vorgenommen.

0
@weckmannu

Joa. Ich habe mir früher gerne den Lesch angesehen und theoretische Physik ist ja wirklich interessant. Heisenberg und so. Also ja: Die Gravitation ist wie die restlichen 3 "großen Kräfte" des Universums noch ein Geheimnis, was wir als Axiom hinnehmen müssen.

0
@weckmannu

Es gibt auch interessante "Verschwörungstheorien" im Internet von durchgeknallten Wissenschaftlern, vonwegen die Maxwellgleichungen seien falsch und total veraltet und wir sollten aufhören, alles im Studium ungefragt zu übernehmen, damit dann unser völlig falsches Verständnis der Physik nicht in solchen Absurditäten wie "Dunkler Materie" und "Dunkler Energie" mündet.

0
@MeisterY0da

Dunkle Materie und Energie sind Metaphern für ungeklärte Phänomene, die man in der Astronomie beobachtet, bzw. berechnet. Deshalb können sie nicht absurd sein, auch wenn sie Gesetzmäßigkeiten nicht entsprechen, die man überwiegend als richtig erkannt hat.

0

Nawassnu?

Magnetfeld oder elektrisches Feld?

Proton oder Positron?

Was möchtest Du wissen?