Elektronen in elektrischem Feld

cob4l · Gast

Meine Frage:
Hallo,

folgendes Problem:

Zwei Elektronen befinden sich im elektrischen Feld

Elektron 1 ist an der Position:

Elektron 2 ist ander Position:

Welche Kraft wirkt auf Elektron 1? (in x, y, z)

e=1.6022*10^-19; e0= 8.85*10^-12

Meine Ideen:
Wenn nicht zusätzlich das Elektrische Feld eine Kraft ausüben würde, würde ich hier einfach die Formel für die Coulombkraft anwenden. komme ich hier damit auch weiter ?

mfg

bernd12345 · Gast

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3568

Hallo,

zunächst ein paar Worte zur Coulombkraft - es klingt ja in der ersten Antwort schon an:
Die Coulombkraft wurde historisch gesehen lange Zeit als sogenannte Fernwirkungskraft gelehrt in der Art, dass die Ladungen unmittelbar (aus der Ferne) Kräfte aufeinander ausüben. Das wird in der Schule häufig noch so gelehrt, ist aber eigentlich veraltet.

Spätestens seit der Entdeckung der elektromagnetischen Wellen ist klar, dass die Ladungen nicht unmittelbar aufeinander Kräfte ausüben, sondern mittelbar über das elektromagnetische Feld. Ein wesentliches Argument ist, dass es eine gewisse Zeitlang dauert, bis eine veränderte Kraftwirkung am anderen Elektron angekommen ist. Das geschieht beispielsweise, wenn Du die Position eines der Elektronen veränderst.

Im Beispiel Deiner zwei Elektronen sähe das so aus, dass mit jedem der Elektronen ein elektrisches Feld einhergeht (berechenbar über das Gauß'sche Gesetz). Und dieses Feld Feld bewirkt dann letztlich die abstoßende Kraft auf das jeweils andere Elektron.

Die Coulombkraft und die Kraft des E-Feldes auf eine ruhende Ladung sind also das gleiche.

Offensichtlich ist in dem in der Aufgabe angegebenen Feld die elektrische Feldstärke der beiden Elektronen nicht enthalten; sonst müsste die Feldstärke am Ort der Elektronen stark ansteigen. Du kannst Dir nun aussuchen, ob Du ganz formal rangehst und sagst:
a) Mir ist es egal, ob die Aufgabe realistisch gestellt ist. Das elektrische Feld ist komplett gegeben. Ich berechne nur die Coulombkraft, die das E-Feld auf die Elektronen ausübt. Das Feld der beiden Elektronen ist ohnehin vernachlässigbar klein. Diese beiden Elektronen werden offenbar als "Probeladungen" angesehen.

oder ob Du die Aufgabenstellung anpasst:

- Beim angegebenen elektrischen Feld fehlt das Feld der beiden Elektronen. Ich ergänze es und rechne dann die Kräfte aus.

Viele Grüße
Michael