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Notizen zur Elektrodynamik - Physik
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Magnetismus, Wechselwirkungen zwischen Magneten, Versuch von Oerstedt, Gesetz von Biot-Savart, Ampersches Gesetz
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ElektrodynamikMagnete/Magnetismus
● Es war bereits im alten China und im antiken Griechenland bekannt, dass bestimmte
Steine und Metalle sich gegenseitig anziehen und sich im Erdmagnetfeld ausrichten
● Magnet = Griechisch von “Stein aus Magnesia”
● James Clerk Maxwell
○ am Ende des 19. Jahrhunderts hat er die Maxwellgleichungen aufgestellt
○ diese beschreiben die Elektrodynamik vollständig
○ → diese Gleichungen hatten aber noch ein paar Probleme in bewegten
Systemen (dieses Problem konnte erste Einstein lösen)
● Einstein
○ Einstein löste das Problem von Maxwell
○ ließ sich von Lorentz und Morley inspirieren
○ löste das Problem mit der Längenkontraktion
■ im bewegten System über einer bestimmten Strecke gibt es mehr
Elektronen als Protonen → ein elektrisches Feld entsteht
■ Feld wirkt senkrecht zur Elektronenrichtung
■ wenn man das Feld von vorne betrachtet, dann sieht man kein Feld
Magnetische Dipole
● wenn man einen Magneten teilt, dann entstehen wieder 2 Pole
● daraus folgt: Es gibt keine magnetischen Monopole
Erdmagnetfeld
● Magnetsteine wurden als Kompass verwendet
● magnetischer Nordpol = geographischer Südpol
● magnetische Südpol = geographischer Nordpol
○ der magnetische Südpol ist vom geographischen Nordpol mehrere 100 km
entfernt
○ magnetischer Südpol befindet sich heute in Kanada
● die Pole der Erde verändern im Laufe der Zeit ihre Lage
○ heutzutage ca. 11 Grad zur Rotationsachse geneigt
● das Erdmagnetfeld ist nur ungefähr ein magnetischer Dipol → eigentlich inhomogen
● Deklination: Abweichung des Magnetfeldes zum geographischen Nord-/Südpol
● Inklination: Abweichung des Magnetfeldes zur Erdoberflächen-Waagrechten
○ an den Polen beträgt die Inklination 90 Grad
○ am Äquator sind es 0 Grad
● Stärke des Magnetfelds ist überall unterschiedlich und schwankt
○ kann zB im Laufe der Zeit abschwächen → in den letzten 100 Jahren hat es
sich um 10% abgeschwächt
● es kann auch zur Umpolung kommen
○ dabei wird der magnetische Nordpol zum magnetischen Südpol und
umgekehrt
○ findet ca. alle 250.000 Jahre statt
○ die Umpolung dauert einige 100 Jahre
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