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Re: Feldenergie

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Stefan Ram wrote:
> 
> Carla Schneider <carla_schn@proton.me> schrieb oder zitierte:
> >Wuerden sich zwei magnetisch entgegengesetzt geladene Monopole
> >gegenseitig ausloeschen so wie Elektron und Positron ?
> 
>   Da dies hypothetische Systeme sind, sind ihre Eigenschaften
>   nicht genau bekannt. Es gibt aber einzelne Theorien mit
>   Monopolen, die jeweils spezielle Vorhersagen machen,
>   bei denen es wohl nicht immer zu einer vollständigen
>   Auslöschung kommt.

Nehmen wir an sie loeschen sich nicht aus, dann entsteht ein gebundener
Zustand aus zwei Monopolen, wenn der Grundzustand  wie beim H Atom
keinen Drehimpuls hat ist dann von aussen kein magnetisches Feld mehr
nachweisbar. Vielleicht ist das der Grund warum man keine Monopole findet,
und die gebundenen Monopole sind massenhaft vorhanden und Teil der 
dunklen Materie. 
Von der Theorie habe ich aber noch nie gehoert...

> 
> >Es gibt da nur zwei Moeglichkeiten, entweder einen Kreisstrom,
> >oder man nimmt existierende magnetische Dipole, da Elektronen
> >ein um Groessenordnungen groesseres Dipolmoment haben als
> >Atomkerne, bleiben eigentlich nur die - und zwar am besten
> >die parallel ausrichteten in Ferromagneten.
> 
>   Griffiths sieht die Elektronen als elementare magnetische Dipole und
>   modelliert sie dann durch einen geladenen rotierenden Isolator-Ring.

Das verhaelt sich aber anders.
Der rotierende Ring ist ja sowas aehnliches wie ein Kreisstrom im
einem unendlich gut leitenden Ring.
Nehmen wir man an wir haben zwei gleich grosse solche Ringe, 
in dem einen fliesst ein  Kreisstrom, in dem anderen nicht. 
Wenn man jetzt die beiden Ringe konzentrisch naehert wird in dem stromlosen
Ring ein Kreisstrom induziert und zwar so dass sich die beiden Ringe abstossen,
d.h. die Stroeme fliessen entgegengesetzt, und je naeher man die Ringe bringt um so
groesser wird die abstossende Kraft.

Nehmen wir an es fliessen vorher bereits gleiche Stroeme in gleicher Richtung
in beiden Ringen, dann ziehen sich diese Ringe an.
Wenn sie sich naehern koennen sie Arbeit leisten, die Induktion erfolgt aber
auch hier und fuehrt dazu dass die Stroeme in beiden Ringen kleiner werden,
und damit auch das Magnetfeld.
Das haette man bei Dauermagneten aus parallelen Dipolen nicht,
weil sich die Dipolmomente der Elektronen unveraenderlich sind,
oder es ist noch ein Fehler in dem Gedankenexperiment...


> 
> >Vorstellen kann man sich viel, wir wissen aber dass es nicht so ist,
> >Ferromagnetismus kommt vom Dipolmoment der Elektronen nicht
> >von einem Kreisstrom und schon gar nicht von einem rotierenden Ring.
> 
>   Der Mechanismus der Herstellung des Feldes ist im Detail anders,
>   aber die sich durch die Elektronen /ergebende Magnetisierung/
>   ist laut Griffiths der eines solchen Ringes entsprechend.
> 
>   Laut Griffiths müssen in der klassischen Elektrodynamik /alle/
>   magnetischen Phänomene durch bewegte elektrische Ladungen
>   erklärt werden. Daher muß man in der klassischen Elektrodynamik
>   auch Elektronen als kleine Kreisströme ansehen.
> 
> >Fakt ist auch dass das Dipolmoment eines Elektrons unveraenderlich ist.
> 
>   Bei Griffiths wird die Drehung des Rings verlangsamt, was bei
>   einem Elektron so nicht möglich ist. Es könnte sein, daß es
>   statt dessen zu einer energetisch entsprechenden Änderung der
>   magnetischen Domänen kommt.

Das ist moeglich sollte aber nicht passieren wenn man dafuer sorgt dass
die Feldstaerke nicht zu hoch wird.
Bei den Widerstandslosen Ringen passiert es immer...

> Hier sind vielleicht die Grenzen
>   der klassischen Elektrodynamik erreicht.

Die klassische Elektrodynamik kann das magnetische Dipolmoment 
eines Elektrons nicht erklaeren.

> 
>   Da Griffiths in seinem Buch keine Quantenthorie des Festkörpers
>   betreiben will, verwendet er ein klassisches Modell.
> 
> >Man kann mit dem Magneten auch einen Ring in dem tatsaechlich ein
> >Kreisstrom fliesst anheben. Bzw. zwei Ringe mit Kreisstroemen auf einer
> >Achse koennen sich anziehen wenn die Kreisstroeme die gleiche Richtung
> >haben. Woher kommt da die Arbeit ?
> >D.h. in meinem Beispiel wuerde sich der Ringstrom durch Induktion
> >aendern - ist das realistisch ?
> 
>   Das wird auch von Griffiths behandelt. Letztendlich kommt die
>   Energie von der Energieversorgung, welche die beiden Kreisströme
>   aufrechterhält.

Die ist nicht noetig, wenn der Widerstand der Ringe Null ist.

> Und zwar zeigt es sich, daß sogar das Doppelte der
>   zum Anheben nötigen Energie aufgebracht werden muß, da dieselbe
>   Energie auch noch einmal in das elektromagnetische Feld geht.
> 
> >Und was ist wenn man Dauermagnete nimmt, in denen gibts keinen
> >Ringstrom...
> 
>   Ich vermute, daß man das Geschehen in Dauermagneten nicht mehr
>   vollständig mit klassischer Elektrodynamik ohne Quantentheorie
>   des Festkörpers beschreiben kann.
> 
> >Sicher, aber wenn der Elektromagnet sich von oben dem Auto
> >immer mehr naehert ist er irgendwann so nahe dass das Auto ihm entgegenkommt,
> >und den Spalt schliesst, fuer dieses Stueckchen kommt die Arbeit tatsaechlich
> >aus dem Magnetfeld.
> 
>   Das ist gerade die Arbeit, die im Ringmodell von Griffiths
>   aus der Rotationsenergie des Rings kommt.

Die Frage ist wieso man da ueberhaupt eine Anziehung bekommen kann.
Wenn die Last vorher nicht magnetisch ist, heisst das doch wohl dass der
Ring darin nicht rotiert.
Wenn sich der Elektromagnet naehert wird der Ring in Rotation versetzt,
durch Induktion, aber in die falsche Richtung, d.h. der Elektromagnet 
wird abgestossen.


> 
>   Mir ist inzwischen auch noch eine Analogie eingefallen:
> 
>   Wenn die Erde gebunden um die Sonne rotiert, so ändert das
>   Schwerefeld der Sonne auch den Impuls der Erde um 90 Grad
>   (nach einem Vierteljahr), ohne dabei Arbeit zu verrichten.
Arbeit wird dabei auch nicht geleistet weil die Beschleunigung
immer senkrecht zum Weg ist.

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Feldenergie ram@zedat.fu-berlin.de (Stefan Ram) - 2026-04-24 10:31 +0000
  Re: Feldenergie Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2026-04-24 14:34 +0200
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