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Der Begriff des elektrischen Feldes

Elektrisches Feld

Bringt man ein frei bewegliches, geladenes Masseteilchen, z.B. ein ionisiertes Gasmolekül, in die Umgebung anderer, ortsfester Ladungen, so erfährt das Teilchen abstoßende Kräfte von gleichnamigen und anziehende Kräfte von entgegengesetzten Ladungen. Aufgrund dieser Kräfte hat es eine bestimmte Flugbahn. Außerdem besitzt das System eine bestimmte potenzielle Energie und zwar abhängig davon, wo sich das Gasmolekül befindet. Die elektrischen Kräfte, Energien und Spannungen, die dabei eine Rolle spielen, sind das Thema dieses Kapitels.

An obiger Situation kann man schon erkennen, dass die Beschreibung der physikalischen Sachverhalte recht aufwändig und kompliziert ist. Einerseits ist der Zustand des Systems abhängig von der Größe und Verteilung der ortsfesten Ladungen, andererseits aber auch von der (evtl. zeitabhängigen) Größe und Lage der beweglichen Ladung.

Aus diesem Grund wird ein neuer Begriff eingeführt: das elektrische Feld. Das elektrische Feld existiert an jedem Ort des Raumes und nicht etwa nur dort, wo sich gerade das bewegliche Teilchen (Gasmolekül) befindet. Die mit dem Feld verknüpfte physikalische Größe Feldstärke ist außerdem so definiert, dass sie von Ort und Ladung des Probeteilchens (Gasmolekül) unabhängig ist.

Unser Ziel ist es, aus der Kenntnis von Stärke und Richtung des elektrischen Feldes an einem beliebigen Punkt im Raum die Kraft auf einen geladenen Körper zu berechnen, der sich an diesem Punkt befindet.

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