Warum Magnetfeld um bewegte Elektronen

27/01/2008 - 17:18 von Eicke Ahlers | Report spam
Hallo,

ich bin Physiklehrer und wurde gefragt, warum bewegte Elektronen ein
Magnetfeld erzeugen.

Klar, jetzt kann man die Maxwell-Gleichungen rausholen und schnell daran
ablesen, was passiert, wenn sich das Elektron bewegt. Meiner Meinung
nach erklàrt das eben nicht, warum das Feld an sich entsteht. Ist das
Magnetfeld eventuell einfach nur ein Messergebnis von Oersted, und
keiner weiß so genau, warum es in erster Linie auftritt?

Wer kann mir das Phànomen so erklàren, dass ich es dann auf den
Wissensstand meiner Schüler (Jahrgang 13) herunterbrechen kann?

Gruß,

Eicke
 

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#1 Hendrik van Hees
27/01/2008 - 17:49 | Warnen spam
Eicke Ahlers wrote:

Hallo,

ich bin Physiklehrer und wurde gefragt, warum bewegte Elektronen ein
Magnetfeld erzeugen.

Klar, jetzt kann man die Maxwell-Gleichungen rausholen und schnell
daran ablesen, was passiert, wenn sich das Elektron bewegt. Meiner
Meinung nach erklàrt das eben nicht, warum das Feld an sich entsteht.
Ist das Magnetfeld eventuell einfach nur ein Messergebnis von Oersted,
und keiner weiß so genau, warum es in erster Linie auftritt?

Wer kann mir das Phànomen so erklàren, dass ich es dann auf den
Wissensstand meiner Schüler (Jahrgang 13) herunterbrechen kann?



Die Physik ist eine Naturwissenschaft und erklàrt daher prinzipiell
nicht, warum etwas so ist, wie es ist. Sie stellt lediglich fest, wie
etwas ist. Zunàchst einmal basieren die Naturwissenschaften auf
objektive, d.h. vom individuellen Beobachter unabhàngige,
reproduzierbare, Beobachtungen der Natur. Dabei hat sich nun
(erstaunlicherweise eigentlich) herausgestellt, daß es solche
objektiven Phànemene tatsàchlich gibt, und daß sich große Bereiche von
Phànomenen sehr genau durch relativ einfache Gesetzmàßigkeiten
beschreiben lassen. Dies sind die Naturgesetze, und die adàquate
Sprache, diese Naturgesetze zu formulieren und zu verwenden, um
Vorhersagen über Phànomene zu machen, ist die Mathematik.

Die Maxwellgleichungen sind ein schönes Beispiel. Sie haben sich als
Zusammenfassung über Jahrtausende angesammelte Erfahrung über
elektromagnetische Entscheidungen herauskristallisiert. Sie beschreiben
bis zu einem gewissen Grade alle Phànomene, die mit elektromagnetischen
Kràften zu tun haben. Warum die Natur sich nàherungsweise so verhàlt,
kann die Naturwissenschaft nicht beantworten.

Einen induktiven Aufbau der Maxwelltheorie (basierend auf dem
Lehrbuch "DON'T PANIC" von Bill Bassichis) findest Du hier:

http://cyclotron.tamu.edu/hees/physics208.html

Dort dann zu "Lecture Notes" herunterscrollen (sorry für meine
Handschrift).

Für einen Leistungskurs in Deutschland sollte das Niveau dort kein
Problem sein (in 1990 in Hessen war's jedenfalls keins). Es fehlt
freilich vollstàndig die relativistische Behandlung, aber die fàllt ja
in der Schule wohl i.a. (leider) auch dem Zeitmangel zum Opfer.

Hendrik van Hees Texas A&M University
Phone: +1 979/845-1411 Cyclotron Institute, MS-3366
Fax: +1 979/845-1899 College Station, TX 77843-3366
http://theory.gsi.de/~vanhees/faq mailto:

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