Lorentzkraft
10 Verständnisfragen, mit Antworten
Stelle dir vor, auf der Welt gäbe es nur zwei Dinge: einen Stabmagneten und ein Elektron. Schreibe, ob die folgenden Sätze wahr oder falsch sind:
Bewegung
a) Immer, wenn das Elektron irgendwo in dem Magnetfeld des Stabmagneten ist, dann wirkt auch eine Kraft auf das Elektron (an ihm wird also "gedrückt" oder "gezogen").
b) Eine Kraft kann nur wirken, wenn sich das Elektron durch das Magnetfeld bewegt.
c) Wenn sich das Elektron parallel zu den Magnetfeldlinien in seiner Umgebung bewegt, ist die Kraft am stärksten.
d) Wenn sich das Elektron parallel zu den Magnetfeldlinien in seiner Umgebung bewegt, ist die Kraft am schwächsten.
e) Wenn sich das Elektron senkrecht zu den Magnetfeldlinien in seiner Umgebung bewegt, ist die Kraft am stärksten.
Gültigkeit
f) Die Lorentzkraft wirkt nur auf Elektronen.
g) Die Lorentzkraft wirkt nur auf Protonen.
h) Die Lorentzkraft wirkt nur auf Ladungen.
i) Die Lorenzkraft wirkt auf jede Art von Materie.
j) Die Lorentzkraft wirkt auf alle Ladungen in einem Magnetfeld.
Richtung
Stelle dir einen großen leeren Raum vor. Überall im Raum gehen Magnetfeldlinien senkrecht von der Decke nach unten. Alle diese Magnetfeldlinien seien gerade und parallel zueinander. In welche Richtung wirkt die Lorentzkraft, wenn ...
k) ein Elektron von links nach rechts durch den Raum fliegt?
l) ein Elektron von vorne nach hinten durch den Raum fliegt?
m) ein Elektron von oben nach unten durch den Raum fliegt?
n) ein Proton von links nach rechts durch den Raum fliegt?
o) ein Proton mitten im Raum ruht?
Lösungen
a) nein, wenn es ruht, wirkt keine Kraft.
b) ja, Kraft wirkt nur bei einer Relativbewegung Magnetfeld-Elektron.
c) nein, dann verschwindet die Kraft sogar ganz (wirkt gar keine)
d) ja, sie ist dann sogar so schwach, dass sie ganz weg ist.
e) ja, das gilt immer.
f) nein, sie wirkt auf alle Arten von Ladungen.
g) nein, siehe oben
h) ja
i) nein, nur auf solche mit elektrischer Ladung
j) nein, nur auf solche, die sich in die richtige Richtung bewegen.
k) Linke-Hand-Regel: auf dich zu
k) Linke-Hand-Regel: nach rechts
k) Linke-Hand-Regel: keine Kraft
k) Linke-Hand-Regel: von dir weg
k) Linke-Hand-Regel: keine Kraft