Inhaltsverzeichnis
Was ist ein Faraday-Käfig?
Ein Faraday-Käfig ist ein Metallkäfig bzw. ein von Metall umgebener Raum. Werden auf diesen Metallkäfig elektrische Ladungen, z.B. durch einen Blitzeinschlag, gebracht, so verteilen sich die elektrischen Ladungen auf dem Metallkäfig und dringen nicht in den Innenraum ein. Im Innenraum ist man so vor einem Blitzschlag geschützt.
Was ist die Karosserie von Faraday?
Das stellte schon der englische Physiker MICHAEL FARADAY (1791-1867) fest. Nach ihm ist deshalb diese Anordnung bezeichnet. Die Karosserien von Autos oder Flugzeughüllen sind solche FARADAY-Käfige. Man ist deshalb in einem Auto oder in einem Flugzeug vor einem Blitzschlag geschützt. Bei Cabrios reicht zur Abschirmung schon der Metallrahmen.
Wie verteilt sich die elektrische Ladung auf dem Metallkäfig?
Bringt man nun elektrische Ladung auf Werden diesen Metallkäfig elektrische Ladungen aufgebracht, so verteilt sich die elektrische Ladung nur auf dem Metallkäfig. Im Innenraum eines Faradayschen Käfig finden wir daher keine “elektrische Ladung” bzw. ein elektrisches Feld vor.
Was ist ein elektrostatisches Feld?
Als elektrostatisches Feld wird ein Raum bezeichnet, in welchem die Coulombkraft auf elektrische Ladungen wirkt. Dieses Phänomen wird mit Hilfe eine Vektorfeldes betrachtet, das heißt man schaut sich die Veränderung in einem 3-D Feld an und nicht in einem normalen 2-D Koordinatenfeld. In der Physik weisen Teilchen (Ionen) Ladungen auf.
Was ist ein Käfig des Autos?
Eines der bekanntesten Formen eines solchen Käfigs ist das Auto. Das Blech des Autos, welches das Innere des Autos umschließt, ist ein Leiter. Schlägt nun ein Blitz in das Auto ein, wird dieser abgeleitet und das Innere des Autos bleibt frei von elektrischen Feldern. Das Prinzip funktioniert auch andersherum.
Wie wurde das Verschwinden des elektrischen Feldes entdeckt?
Entdeckt wurde das Verschwinden des elektrischen Feldes innerhalb von Metallbehältern etwa ein Jahrhundert vor Faraday durch Benjamin Franklin (1706–1790). Die Quantität der Schirmwirkung wird über die Schirmdämpfung (zum Beispiel einer Abschirmung) erfasst.
Wie funktioniert der Käfig bei einem Blitzeinschlag?
Beim Blitz sorgt der leitende Käfig für einen schnellen Abfluss der Ladung, so dass sich im Inneren des Käfigs kein elektrisches Feld aufbauen kann. Ein Beispiel für einen solchen Faradayschen Käfig ist die Karosserie eines Autos. Auch bei einem Blitzeinschlag bleibt der Raum im Inneren feldfrei.
Welche Materialien gibt es für den Faraday-Effekt?
Eine wichtige Anwendung des Faraday-Effektes ist der optische Isolator. Für diese und andere Anwendungen werden Materialien mit hoher Verdet-Konstante verwendet, wie beispielsweise mit Terbium dotierte Gläser und Terbium-Gallium-Granat . Weiterhin gibt es auf dem Effekt basierende Magnetometer und…