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Groups > de.sci.electronics > #342875 > unrolled thread

Physikfrage

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Contents

  Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-08-16 10:24 +0200
    Re: Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-08-16 11:46 +0200
      Re: Physikfrage Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> - 2023-08-16 11:55 +0200
        Re: Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-08-16 12:00 +0200
      Re: Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-08-16 12:19 +0200
      Re: Physikfrage Stephan Gerlach <mam99hes@t-online.de> - 2023-08-24 18:42 +0200
        Re: Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-08-28 12:18 +0200
          Re: Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-08-28 14:35 +0200
          Re: Physikfrage Stephan Gerlach <mam99hes@t-online.de> - 2023-08-28 20:11 +0200
            Re: Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-08-28 20:21 +0200
              Re: Physikfrage Stephan Gerlach <mam99hes@t-online.de> - 2023-08-31 19:34 +0200
                Re: Physikfrage Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2023-09-05 10:48 +0200
            Re: Physikfrage Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2023-08-29 11:24 +0200

#342875 — Physikfrage

Es gibt da eine Physikfrage, die mich seit längerem umtreibt. Irgendwie 
komme ich nicht so recht weiter - vielleicht hat ja einer der Physiker 
hier den entscheidenden Hinweis für mich.

Also: In vielen Quellen wird die magnetische Lorentzkraft auf die 
elektrostatische Coloumbkraft zurückgeführt. Die Argumentation ist immer 
die gleiche und auch recht schlüssig. Klassisches Beispiel: Zwei gleich 
(gleiche Richtung, Stromdichte etc.) stromdurchflossene Drähte. Die 
bewegten Elektronen im Draht A "sehen" die bewegten Elektronen im Draht 
B in Ruhe, aber die (netto positiven) Restladungen im Draht B in 
relativer Bewegung. Also tritt eine Lorentzkontraktion der positiven 
Ladungen auf und deren Dichte erhöht sich damit (da die Ladung selbst 
invariant ist). Als Folge tritt die Coloumbkraft auf. Man kann zeigen, 
daß der klassische Ansatz über die Lorentzkraft des Magnetfelds das 
exakt selbe Ergebnis für die Kraft liefert, wie der relativistische 
Ansatz über die Lorentzkontraktion. Soweit alles völlig klar und plausibel.

Nun stellt sich mir aber die Frage, was mit einer ruhenden Ladung in der 
Nähe eines stromdurchflossenen Leiters passiert. Annahme: Positive 
Ladung in der Nähe eines stromdurchflossenen Drahtes. Aus Sicht der 
Ruheladung ist die positive Ladungsdichte im Draht ebenfalls in Ruhe, 
die negative Ladungsdichte ist aber relativ in Bewegung. Es sollte also 
Lorentzkontraktion stattfinden und als Folge eine Coloumbkraft 
auftreten. Die klassische Elektrodynamik sagt aber, daß auf eine ruhende 
positive Ladung im magnetostatischen Feld des Drahtes keine Kraft wirkt.

Wo ist mein Denkfehler?

Interessanterweise drücken sich praktisch alle Autoren um dieses 
Beispiel, bei denen sind immer beide Inertialsysteme irgendwie in 
Bewegung. Siehe z.B. Demtröder EP2 ab 3.4.3.

P.S. Ich stelle die Frage absichtlich hier und nicht in d.s.p. weil ich 
a) dort niemanden "kenne" und b) ein kurzer "Blick" hinein mir schon 
gereicht hat.

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#342878

Am 16.08.2023 um 11:31 schrieb Stefan Ram:
> Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> writes:
>> Nun stellt sich mir aber die Frage, was mit einer ruhenden Ladung in der
>> Nähe eines stromdurchflossenen Leiters passiert.
> 
>    Die traditionelle Sichtweise ist wohl die:
> 
>    Die bewegten Ladungsträger im Leiter sind tatsächlich
>    Lorentz-kontrahiert.
> 
>    Durch die Lorentz-Kontraktion ist ihre Ladungsdichte also erhöht.
> 
>    Integriert man diese erhöhte Ladungsdichte über ein Stück des
>    Leiters, kommt man also zu einer erhöhten Ladung.
> 
>    Man geht aber davon aus, daß der Leiter insgesamt elektrisch
>    neutral ist. (Weil eine etwaige Ladung sich schnell
>    ausgleichen würde, nehme ich an.)
> 
>    Das heißt, daß diese erhöhte Ladung durch die entgegengesetzte
>    Ladung der ruhenden Ladungsträger genau ausgeglichen wird.
> 
>    Daher spürt eine Probeladung in der Nähe des Leiters keine
>    elektrostatische Kraft.

Soweit war ich schon, nur leuchtet mir in der *Argumentation* der 
Unterschied zum außerhalb mitbewegten Ladungsträger nicht ein:

Ein Ladungsträger der außerhalb des Leiters mit der Driftgeschwindigkeit 
der Leitungselektronen nebenher fliegt erfährt eine Lorentzkraft.

Ein ruhender Ladungsträger neben dem stromdurchflossenen Leiter erfährt 
keine Lorentzkraft.

Obwohl in beiden Fällen der Leiter neutral ist und in beiden Fällen eine 
Relativgeschwindigkeit (in Höhe der Driftgeschwindigkeit) zwischen dem 
externen Ladungsträger und einer Sorte Ladungen im Leiter besteht. Das 
scheint mir irgendwie nicht schlüssig. Aber es kann gut sein, daß ich 
etwas fundamentales übersehe.

> 
>    Soweit die traditionalle Sichtweise.
> 
>    Allerdings weist [1] darauf hin, daß Experimente [2] eine
>    Anziehung zeigen. Dies wird so begründet: Erstens gibt es
>    im Leiter eine Ladungsverteilung, welche durch die externe
>    Ladung induziert wird, selbst wenn kein Strom durch den Leiter
>    fließt. Außerdem gibt es noch eine zum Strom proportionale
>    Komponente, die in [1] berechnet und in [2] gemessen wurde.
> 
>    Für die weiteren Details verweise ich auf [1].
> 
>    [1]
> 
>    "The Electric Field Outside a Stationary Resistive Wire Carrying
>    a Constant Current"
> 
>    Assis et al. 1998/1999
> 
>    [2]
> 
>    Jefimenko, Am. J. Phys. 30, 19± 21 (1962).
> 
>    O. D. Jefimenko, Electricity and Magnetism, 2nd edn. (Electret
>    Scientific, Star City, 1989).
> 
> 

Schau ich mir an, Danke!

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#342880

Eric Bruecklmeier wrote:
> Ein Ladungsträger der außerhalb des Leiters mit der Driftgeschwindigkeit
> der Leitungselektronen nebenher fliegt erfährt eine Lorentzkraft.
> 
> Ein ruhender Ladungsträger neben dem stromdurchflossenen Leiter erfährt
> keine Lorentzkraft.

Stefan sagte, sie sei auch im zweiten Fall gemssen worden. Ich stelle
mir das schwierig vor, denn die elektrischen Kräfte auf eine freie
Ladung dürften allein durch induzierte Verschiebung erheblich größer
sein.

Ansonsten hat ein unbeschleunigtes System keinen Bezugspunkt. Im ersten
Fall ruhen der Ladungsträger und die Driftelektronen und der Draht
bewegt sich relativ, im zweiten ruht der Draht und die Elektronen
bewegen sich. Beides scheint mir bis auf das Vorzeichen der bewegten
Ladungsträger identisch.


-- 
/¯\   No  |    Dipl.-Ing. F. Axel Berger    Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\ /  HTML |    Roald-Amundsen-Straße 2a     Fax: +49/ 221/ 7771 8069
 X    in  |    D-50829 Köln-Ossendorf      http://berger-odenthal.de
/ \  Mail | -- No unannounced, large, binary attachments, please! --

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#342881

Am 16.08.2023 um 11:55 schrieb Axel Berger:
> Eric Bruecklmeier wrote:
>> Ein Ladungsträger der außerhalb des Leiters mit der Driftgeschwindigkeit
>> der Leitungselektronen nebenher fliegt erfährt eine Lorentzkraft.
>>
>> Ein ruhender Ladungsträger neben dem stromdurchflossenen Leiter erfährt
>> keine Lorentzkraft.
> 
> Stefan sagte, sie sei auch im zweiten Fall gemssen worden.


Es geht mir eigentlich gar nicht darum, was tatsächlich auftritt - ich 
verstehe die Differenzierung in der Argumentation nicht.

> Ich stelle
> mir das schwierig vor, denn die elektrischen Kräfte auf eine freie
> Ladung dürften allein durch induzierte Verschiebung erheblich größer
> sein.
> 
> Ansonsten hat ein unbeschleunigtes System keinen Bezugspunkt. Im ersten
> Fall ruhen der Ladungsträger und die Driftelektronen und der Draht
> bewegt sich relativ, im zweiten ruht der Draht und die Elektronen
> bewegen sich. Beides scheint mir bis auf das Vorzeichen der bewegten
> Ladungsträger identisch.
das ist das Problem.

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#342885

Am 16.08.2023 um 12:07 schrieb Stefan Ram:
> Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> writes:
>> Obwohl in beiden Fällen der Leiter neutral ist und in beiden Fällen eine
>> Relativgeschwindigkeit (in Höhe der Driftgeschwindigkeit) zwischen dem
>> externen Ladungsträger und einer Sorte Ladungen im Leiter besteht.
> 
>    Ich verstehe es so, daß man annimmt, daß der Leiter im Laborsystem
>    neutral ist, weil ein geladener Leiter im Laborsystem sofort
>    durch Ströme wieder neutralisiert werden würde. So schreibt Feynman
>    in [1]:
> 
> |The density of the charges at rest in S is ρ₊, which must be
> |equal to the negative of ρ₋, since we are considering an
> |uncharged wire. There is thus no electric field outside the
> |wire, and the force on the moving particle is just
> 
>    Aber diese Annahme muß nicht für andere Inertialsysteme gelten, in
>    denen ein unendlich langer Leiter durchaus geladen erscheinen kann.
>    So schreibt Feynman in [1]:
> 
> |If there is any force on the particle, it must come from an
> |electric field. It must be that the moving wire has produced
> |an electric field. But it can do that only if it appears
> |charged - it must be that a neutral wire with a current
> |appears to be charged when set in motion.
> 
>    .
> 
>    [1]
> 
>    Abschnitt "13-6 The relativity of magnetic and electric
>    fields" in "The Feynman Lectures on Physics", Vol. 2
>    "mainly electromagnetics and matter".
> 
> 

Das scheint es zu sein. Obwohl ich gerade Feynman dazu intensiv 
konsultiert hatte, fiel mir das nicht auf. Danke!

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#343271

Eric Bruecklmeier schrieb:
> Am 16.08.2023 um 11:31 schrieb Stefan Ram:
>> Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> writes:
>>> Nun stellt sich mir aber die Frage, was mit einer ruhenden Ladung in der
>>> Nähe eines stromdurchflossenen Leiters passiert.

Ich habe das Problem in ähnlicher Form AFAIR schonmal irgendwo gelesen; 
IIRC ging das so:

Stromdurchflossener, aber insgesamt elektrisch neutraler(?!) Leiter. 
Dabei besteht der Strom aus negativen Ladungsträgern. Die positiven 
Ladungsträger im Leiter sind in Ruhe.
Neben dem Leiter befindet sich eine ruhende Ladung Q (Elektron).

1. Sichtweise, aus Sicht der ruhenden Ladung Q:
Da der Leiter elektrisch neutral ist, gibt es kein elektrostatisches 
Feld (E-Feld) außerhalb des Leiters.
Der Strom (aus Elektronen) im Leiter erzeugt aber ein Magnetfeld (B-Feld).
D.h. die ruhende Ladung Q "merkt" kein E-Feld, aber ein B-Feld.
In dieser Situation wirkt *keine* Kraft auf die Ladung Q.

2. Sichtweise, aus Sicht der bewegten Ladungsträger (Elektronen):
Es fließt "rückwärts" ein Strom aus positiv geladenen Ionen im Leiter, 
während die Elektronen im Leiter ruhen. Da der Leiter weiterhin neutral 
ist(?!), gibt es (weiterhin) kein E-Feld. Allerdings gibt es (wieder) 
ein B-Feld aufgrund des Stroms der positiven Ladungsträger.
Das Elektron Q außerhalb des Leiters bewegt sich ebenfalls "rückwärts".
D.h. die - jetzt bewegte - Ladung Q "merkt" kein E-Feld, aber ein B-Feld.
Da die Ladung Q jetzt *bewegt* statt ruhend ist, *wirkt* in dieser 
Situation eine Kraft F, nämlich die Lorentzkraft.


D.h. je nach Sichtweise kommt man einmal zur Aussage "es wirkt keine 
Kraft auf Q" oder "es wirkt eine Kraft auf Q".

Es kann sein, daß dies als Paradoxon irgendeinen Namen hat(?).


IIRC war die Auflösung des Paradoxons, daß aus Sichtweise der bewegten 
Elektronen im Leiter der Leiter doch *nicht* *neutral* ist, was zu einem 
(zusätzlichen) E-Feld führt, welches das B-Feld gerade so kompensiert, 
daß doch keine Kraft auf Q wirkt:
Coulombkraft wegen E-Feld und Lorentzkraft wegen B-Feld heben sich 
gegenseitig auf.

>>    Die traditionelle Sichtweise ist wohl die:
>>
>>    Die bewegten Ladungsträger im Leiter sind tatsächlich
>>    Lorentz-kontrahiert.
>>
>>    Durch die Lorentz-Kontraktion ist ihre Ladungsdichte also erhöht.
>>
>>    Integriert man diese erhöhte Ladungsdichte über ein Stück des
>>    Leiters, kommt man also zu einer erhöhten Ladung.
>>
>>    Man geht aber davon aus, daß der Leiter insgesamt elektrisch
>>    neutral ist. (Weil eine etwaige Ladung sich schnell
>>    ausgleichen würde, nehme ich an.)
>>
>>    Das heißt, daß diese erhöhte Ladung durch die entgegengesetzte
>>    Ladung der ruhenden Ladungsträger genau ausgeglichen wird.
>>
>>    Daher spürt eine Probeladung in der Nähe des Leiters keine
>>    elektrostatische Kraft.
> 
> Soweit war ich schon, nur leuchtet mir in der *Argumentation* der 
> Unterschied zum außerhalb mitbewegten Ladungsträger nicht ein:
> 
> Ein Ladungsträger der außerhalb des Leiters mit der Driftgeschwindigkeit 
> der Leitungselektronen nebenher fliegt erfährt eine Lorentzkraft.
> 
> Ein ruhender Ladungsträger neben dem stromdurchflossenen Leiter erfährt 
> keine Lorentzkraft.
> 
> Obwohl in beiden Fällen der Leiter neutral ist und in beiden Fällen eine 
> Relativgeschwindigkeit (in Höhe der Driftgeschwindigkeit) zwischen dem 
> externen Ladungsträger und einer Sorte Ladungen im Leiter besteht. Das 
> scheint mir irgendwie nicht schlüssig. Aber es kann gut sein, daß ich 
> etwas fundamentales übersehe.

Wie gesagt dürfte es damit zusammenhängen, in welchem Bezugssystem der 
stromdurchflossene Leiter überhaupt als neutral betrachtet wird.


Dazu fällt mir gerade ein weiteres Problem auf:
Wenn ich einen neutralen Leiter ohne Stromfluß habe, und dann fließt 
"plötzlich" ein Strom durch den Leiter (z.B. weil ich den Strom 
einschalte): Ist der Leiter dann noch elektrisch neutral?
Das Problem ist, daß sich dann Ladungsträger bewegen(!), was theoretisch 
zur Lorentzkontraktion führen sollte.
(Oder doch nicht? Oder ist diese vernachlässigbar?)

-- 
 > Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)

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#343489

Zusammenfassend kann man wohl sagen, daß das was als magnetisches Feld 
bezeichnet wird, eine kleine Delle in der Raumzeit ist, die der im 
Laborsystem ruhende Beobachter nicht sieht.

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#343492

Am 28.08.2023 um 12:59 schrieb Stefan Ram:
> Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> writes:
>> Zusammenfassend kann man wohl sagen, daß das was als magnetisches Feld
>> bezeichnet wird, eine kleine Delle in der Raumzeit ist, die der im
>> Laborsystem ruhende Beobachter nicht sieht.
> 
>    Man könnte auch sagen, daß das magnetische Feld mit dem
>    elektrischen Feld zu einem Feldstärketensor verschmolzen ist,
>    und seitdem keine unabhängige Existenz mehr führt.
> 
>    Die speziellen Relativitätstheorie kann als eine Theorie verstehen
>    werden, die uns sagt, daß Raum und Zeit als eine Einheit, die
>    Raumzeit, betrachtet werden müssen. Ein Punkt der Raumzeit ist
>    dann in einem bestimmten Bezugssystem durch die vier Größen
>    (t,x,y,z), also die Zeit und drei Raumkoordinaten bestimmt.
> 
>    Genauso werden die drei Komponenten des elektrischen Feldes
>    E und des magnetischen Feldes B, dann zu den 16 Komponenten
>    des Feldstärketensors F zusammengefaßt.
> 
> F = (  0    E_1  E_2  E_3 )
>      ( -E_1  0   -B_3  B_2 )
>      ( -E_2  B_3  0   -B_1 )
>      ( -E_3 -B_2  B_1  0   )
> 
>    . Die vier Maxwell-Gleichungen (im folgenden steht "V" für
>    Nabla, "x" für das Kreuzprodukt und der nachgestellte Punkt
>    für die Ableitung nach der Zeit):
> 
>    V B = 0
>    V E = rho
>    V x E = - B.
>    V x B = j + E.
> 
>    nehmen mit einer ebenfalls vier-dimensionalen Stromdichte J
>    dann die folgende einfache Form an:
> 
>    dF = 0
>    DF = J
> 
>    , wobei "dF = 0" mit dem äußeren Differential "d" ausdrückt,
>    daß die 2-Form F geschlossen ist (in diesem Absatz verwende ich
>    jetzt einige Begriffe aus Cartans Differentialformenkalkül, die
>    vielleicht nicht jedem geläufig sind). Mit "D" habe ich oben
>    das Kodifferential geschrieben. Mehr zu diesem eleganten
>    koordinatenfreien Formalismus findet man zum Beispiel in
>    Walter Thirrings Lehrbüchern der mathematischen Physik.

Ja, das ist die klassische Betrachtungsweise - und?

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#343504

Eric Bruecklmeier schrieb:
> Zusammenfassend kann man wohl sagen, daß das was als magnetisches Feld 
> bezeichnet wird, eine kleine Delle in der Raumzeit ist, die der im 
> Laborsystem ruhende Beobachter nicht sieht.

Diese Sichtweise "magnetisches Feld ist eine Delle in der Raumzeit" 
finde ich ziemlich gewagt.

Eine Delle in der Raumzeit kommt nach der üblichen Sichtweise AFAIK 
durch (große) Massen zustande.

Sowohl elektrisches als auch magnetisches Feld sind in der Raumzeit 
"immer da" (siehe: Feldstärketensor) und das ganze unabhängig von 
irgendwelchen Beobachtern.
Was ein Beobachter x (der sich z.B. in einem Laborsystem befindet) davon 
sieht, hängt natürlich von diesem Beobachter x ab.


Zudem trifft dies IMHO nicht den Kern des ursprünglich vorliegenden 
Problems .
Wie ich schon schrieb, betrachtet man stromdurchflossene Leiter 
üblicherweise als nach außen hin neutral.
In gewissen Situationen muß man aber genau diese Annahme hinterfragen 
bzw. präzisieren "in welchem Bezugssystem gilt diese Annahme?".

Manchmal ist die exaktere Betrachtungsweise egal (Bsp.: 2 
stromdurchflossene Leiter nebeneinander), manchmal aber eben nicht 
(Bsp.: einzelne (ruhende) Ladung neben stromdurchflossenem Leiter).


-- 
 > Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)

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#343505

Am 28.08.2023 um 20:11 schrieb Stephan Gerlach:
> Eric Bruecklmeier schrieb:
>> Zusammenfassend kann man wohl sagen, daß das was als magnetisches Feld 
>> bezeichnet wird, eine kleine Delle in der Raumzeit ist, die der im 
>> Laborsystem ruhende Beobachter nicht sieht.
> 
> Diese Sichtweise "magnetisches Feld ist eine Delle in der Raumzeit" 
> finde ich ziemlich gewagt.

Damit kann ich leben.

> Eine Delle in der Raumzeit kommt nach der üblichen Sichtweise AFAIK 
> durch (große) Massen zustande.
> 
> Sowohl elektrisches als auch magnetisches Feld sind in der Raumzeit 
> "immer da" (siehe: Feldstärketensor) und das ganze unabhängig von 
> irgendwelchen Beobachtern.

Genau da wäre ich mir nicht zu 100% sicher. Bzw. hängt das natürlich 
stark von der Formulierung ab: Vielleicht könnte man sagen, daß Orte mit 
B != 0 ein Szenario bieten, so daß ein bewegter Beobachter die 
Lorentzkontraktion einer Ladungsdichte "sieht". Die Orte nennt man dann 
von einem Magnetfeld erfüllt.

> Was ein Beobachter x (der sich z.B. in einem Laborsystem befindet) davon 
> sieht, hängt natürlich von diesem Beobachter x ab.
> 
> 
> Zudem trifft dies IMHO nicht den Kern des ursprünglich vorliegenden 
> Problems .
> Wie ich schon schrieb, betrachtet man stromdurchflossene Leiter 
> üblicherweise als nach außen hin neutral.
> In gewissen Situationen muß man aber genau diese Annahme hinterfragen 
> bzw. präzisieren "in welchem Bezugssystem gilt diese Annahme?".

Ja, eben - das entspricht doch der Frage, ob ein bewegter Beobachter die 
Kontraktion sieht oder nicht.

Vielleicht verstehst Du mich auch völlig falsch, es geht mir weder um 
ein Hegern, noch zweifle ich die klassische Elektrodynamik an. Ich frage 
mich lediglich, ob man unter Zuhilfenahme der Lorentztransformationen 
ohne den Begriff "magnetisches Feld" auskäme. Ich denke, das ginge - es 
ist mir aber nicht wichtig genug, um Tage von Arbeit reinzustecken.

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#343632

Eric Bruecklmeier schrieb:
> Am 28.08.2023 um 20:11 schrieb Stephan Gerlach:

[...]
>> Sowohl elektrisches als auch magnetisches Feld sind in der Raumzeit 
>> "immer da" (siehe: Feldstärketensor) und das ganze unabhängig von 
>> irgendwelchen Beobachtern.
> 
> Genau da wäre ich mir nicht zu 100% sicher. 

Falls *keine* Ladung (und auch keine elektrischen Ströme) in der
Raumzeit vorhanden sind, dann dürfte das sogar stimmen :-) .

Also z.B. ein Universum, in dem es nur Neutronen oder Neutrinos gibt.

> Bzw. hängt das natürlich 
> stark von der Formulierung ab: Vielleicht könnte man sagen, daß Orte  mit
> B != 0 ein Szenario bieten, so daß ein bewegter Beobachter die 
> Lorentzkontraktion einer Ladungsdichte "sieht". Die Orte nennt man dann 
> von einem Magnetfeld erfüllt.

Wenn du hier von "Ort" sprichst, dann meinst du mutmaßlich nicht einen
Punkt in der (4-dimensionalen) Raumzeit, sondern einen "klassischen" Ort
im (3-dimensionalen) Raum.

[...]
> Vielleicht verstehst Du mich auch völlig falsch, es geht mir weder um 
> ein Hegern, noch zweifle ich die klassische Elektrodynamik an. Ich frage 
> mich lediglich, ob man unter Zuhilfenahme der Lorentztransformationen 
> ohne den Begriff "magnetisches Feld" auskäme.

Vielleicht ungefähr in der folgenden Art:

Wenn es in einem Bezugssystem S in einem bestimmten Punkt ein 
magnetisches Feld mit der Flußdichte B gibt, dann gibt es stets ein 
(anderes) Bezugssystem S', in dem das (dort gemessene) magnetische Feld 
B' verschwindet, d.h. B'=0?
Und das magnetische Feld B in S kann dann irgendwie aus der elektrischen 
Ladung im Bezugssystems S' (deren Ladungsdichte in S anders gemessen 
wird als in S') sowie der Relativbewegung zwischen S und S' erklärt werden.

Dabei könnte die (klassissche) Maxwell-Gleichung
rot(H) = j + d(D)/d(t)
eine Rolle spielen. Der Term d(D)/d(t) könnte sich bei Umsetzung deiner 
Idee als problematisch erweisen, der ja bedeutet, daß ein Magnetfeld mit 
der Feldstärke H auch *ohne* bewegte Ladungen erzeugt werden kann, 
nämlich durch ein sich zeitlich veränderndes elektrisches Feld mit der 
Flußdichte D.

Denn wenn ich dich richtig verstehe, beinhaltet deine Idee
"eine Ladungsdichte 'erfährt' in einem bestimmten Bezugssystem eine 
Lorentzkontraktion".


-- 
> Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)

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#343785

Am 31.08.2023 um 19:34 schrieb Stephan Gerlach:


[...]
> Vielleicht ungefähr in der folgenden Art:
> 
> Wenn es in einem Bezugssystem S in einem bestimmten Punkt ein 
> magnetisches Feld mit der Flußdichte B gibt, dann gibt es stets ein 
> (anderes) Bezugssystem S', in dem das (dort gemessene) magnetische Feld 
> B' verschwindet, d.h. B'=0?
> Und das magnetische Feld B in S kann dann irgendwie aus der elektrischen 
> Ladung im Bezugssystems S' (deren Ladungsdichte in S anders gemessen 
> wird als in S') sowie der Relativbewegung zwischen S und S' erklärt werden.

Ja, so in der Art war es gemeint. Das ist aber letztlich eine andere 
Formulierung für "...Orte  mit B != 0 ein Szenario bieten, so daß ein 
bewegter Beobachter die Lorentzkontraktion einer Ladungsdichte "sieht". 
Die Orte nennt man dann von einem Magnetfeld erfüllt..."

> Dabei könnte die (klassissche) Maxwell-Gleichung
> rot(H) = j + d(D)/d(t)
> eine Rolle spielen. Der Term d(D)/d(t) könnte sich bei Umsetzung deiner 
> Idee als problematisch erweisen, der ja bedeutet, daß ein Magnetfeld mit 
> der Feldstärke H auch *ohne* bewegte Ladungen erzeugt werden kann, 
> nämlich durch ein sich zeitlich veränderndes elektrisches Feld mit der 
> Flußdichte D.

Tja, wenn an dem Ort mit H != 0 eine Wirkung des Magnetfeldes 
festgestellt werden soll, dann muß sich dort eine bewegte elektrische 
Ladung befinden. Und diese "reagiert" dann halt mit der Flußdichte.

Ich weiß nicht wie ich es griffiger ausdrücken soll. Es kommt wir so 
vor, als wäre das Vorhandensein eines magnetischen Feldes letztlich eine 
Option für eine bewegte elektrische Ladung an dieser Stelle mit einer 
relativistisch kontaktierten Ladung zu interagieren.

> Denn wenn ich dich richtig verstehe, beinhaltet deine Idee
> "eine Ladungsdichte 'erfährt' in einem bestimmten Bezugssystem eine 
> Lorentzkontraktion".

genau.

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#343530

Stephan Gerlach schrieb:
> Eric Bruecklmeier schrieb:
>> Zusammenfassend kann man wohl sagen, daß das was als magnetisches Feld bezeichnet wird, eine kleine Delle in der Raumzeit ist, die der im Laborsystem ruhende Beobachter nicht sieht.
> 
> Diese Sichtweise "magnetisches Feld ist eine Delle in der Raumzeit" finde ich ziemlich gewagt.
> 
> Eine Delle in der Raumzeit kommt nach der üblichen Sichtweise AFAIK durch (große) Massen zustande.
> 
> Sowohl elektrisches als auch magnetisches Feld sind in der Raumzeit "immer da" (siehe: Feldstärketensor) und das ganze unabhängig von irgendwelchen Beobachtern.
> Was ein Beobachter x (der sich z.B. in einem Laborsystem befindet) davon sieht, hängt natürlich von diesem Beobachter x ab.
> 
Zumindest für den Laien ist die Situation undurchsichtig.

https://de.wikipedia.org/wiki/Aharonov-Bohm-Effekt

Falsch aber lustig verkürzt: Das Magnetfeld ist auch da wenn es nicht da ist.

-- 
mfg Rolf Bombach

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