Warum bewegt sich ein mit Stromdurchflossenes leiterstück in einem Magnetfeld?
Befindet sich ein stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld, so erfährt der Leiter im allgemeinen eine Kraft. Diese sorgt z.B. in Abb. 1 dafür, dass die stromdurchflossene Aluminiumfolie angehoben wird. Wenn Stromrichtung und Magnetfeldrichtung hingegen parallel oder antiparallel verlaufen, wirkt keine Kraft.
Warum tritt die Lorentzkraft auf?
Bewegen sich Ladungsträger senkrecht oder schräg zu einem Magnetfeld, so wirkt eine Lorentzkraft auf die Ladungsträger. Die Lorentzkraft wirkt auch auf freie Ladungsträger.
Wie bewegen sich Elektronen in einem senkrechten homogenen Magnetfeld?
Bewegung geladener Teilchen schräg zu den Feldlinien Die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu den Feldlinien bewirkt eine kreisförmige Bewegung geladener Teilchen. Die Geschwindigkeitskomponente parallel zu den Feldlinien führt zu einem „Auseinanderziehen“ der Kreisbahn in der betreffenden Richtung.
Warum bewegt sich das Elektron auf einer Kreisbahn?
(b) Die Elektronen bewegen sich auf einer Kreisbahn. Das bedeutet, auf sie muss eine Kraft zum Mittelpunkt der Kreisbahn wirken, die Radialkraft. Diese Radialkraft wird von der Lorentzkraft aufgebracht. Das ist die Kraft, die im Magnetfeld auf bewegte Ladungsträger wirkt.
Wie wirkt ein Leiter in einem Magnetfeld?
Ist ein Leiter in einem Magnetfeld und es fließt dabei Strom senkrecht zu den Magnetfeldlinien, dann wirkt eine Kraft auf den Leiter. Die Kraft, die dort wirkt, ist die sogenannte Lorentz-Kraft. In welche Richtung diese Kraft wirkt, kann man mit der Linken-Hand-Regel herausfinden (siehe weiter unten).
Was ist die richtige Kraft für den Leiter?
Die entsprechende anziehende bzw. abstoßende Kraft ist die Lorentzkraft. Dafür ist der Leiter übrigens gar nicht nötig – bewegen sich freie Elektronen in eine Richtung, entsteht auch um den Elektronenstrahl ein derartiges Magnetfeld, und die Elektronen werden demzufolge in einem äußeren Magnetfeld abgelenkt.
Wie kann man ein magnetisches Feld kennzeichnen?
Ein magnetisches Feld kann man mit dem Modell Feldlinienbild kennzeichnen. Quantitativ lässt es sich durch die feldbeschreibenden Größen magnetische Flussdichte und magnetische Feldstärke charakterisieren. Die magnetische Flussdichte B, die heute vorzugsweise verwendet wird, ist folgendermaßen definiert: B = F Ι ⋅ l
Wie funktioniert die Ablenkung von Elektronenstrahlen mit einem Magneten?
Um das zu demonstrieren, reicht es aus, einen Stabmagneten in die Nähe der Elektronenstrahlröhre zu halten. Wenn man mit einem Magneten einen Elektronenstrahl ablenkt, fällt auf, dass die Ablenkung nicht in Richtung oder in Gegenrichtung eines Magnetpols geschieht, sondern immer senkrecht zu den magnetischen Feldlinien.