Homogenität des B-Feldes von langen Spulen

elektrochemie_lk · Anmeldungsdatum: 12.05.2012 Beiträge: 1

Guten Tag,
In Rahmen einer Unterrichtsreihe zum Thema „Homogenität in Spulen“ versuchten wir nachzuweisen, dass die Größe des Bereiches bestmöglicher Homogenität innerhalb einer langen Spule von Stromstärke und Windungsdichte und damit von der Größe des B-Feldes abhängt.
Diese Messungen, die wir dabei durchführten, zeigten eine eindeutige Antiproportionalität der Länge der Homogenität sowohl zur Windungsdichte als auch zur Stromstärke - wir können also davon ausgehen, dass eine Antiproportionalität zur Größe des B-Feldes besteht.
Da wir nicht davon ausgehen können, dass das Magnetfeld in der Mitte der Spule eine ideale Homogenität aufweist, haben wir den Grad der Veränderung des B-Feldes, der nötig ist, um von einem Punkt 5 cm von der Ersten Windung auf den Betrag des B-Feldes im Mittelpunkt (bei 14cm) zu kommen, gemessen. Dies taten wir mit zwei Spulen unterschiedlicher Windungsdichte für die Stromstärken 1 A, 1,5 A, 2 A und 2,5 A. Der Koeffizient des B-Feldes bei 5 cm und bei 14 cm nahm dabei bei zunehmender Stromstärke zu.
Diese Messwerte konnten wir nicht mit der herkömmlichen Feldanschauung erklären, da eine Abnahme des B-Feldes und damit der Anzahl der magnetischen Feldlinien doch eher zu einer Abnahme der Homogenität führen müsste, da diese auf dem glichen Raum stärker gebündelt sein müssten. Einen Erklärungsansatz lieferte uns nur die Anschauung durch Botenteilchen, die einen gewissen Impuls haben und weitergeben können. Je Größer dieser Impuls wäre, desto stärker würden die Teilchen von ihrer parallelen Bahn abgelenkt während sie die Zentripetalkraft der Kurve erfahren, damit wäre die Antiproportionalität erklärt. Dies würde für die Feldanschauung allerdings bedeuten, dass ein Feld einen Impuls haben könnte, eine Eigenschaft die uns so nicht bekannt ist.
Kann uns jemand weiterhelfen?

Ein Physik-LK aus Wuppertal

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Was die Erzeugung lokal homogener Magnetfelder angeht: Schon über http://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule nachgedacht?
Elektromagnetische Felder haben allgemein gesagt Energie und Impuls, was in der Relativitätstheorie etwas genauer betrachtet wird ... smile

"Anschaulich" vielleicht bei Photonen.