elektrisches Feld

elektrische Feldlinien mit Grieß

Mit diesem Aufbau lassen sich elektrische Feldlinien von vier verschiedenen Elektrodenanordnungen darstellen. Die Elektroden befinden sich zusammen mit Grießkörnern in Paraffinöl. Durch Anlegen einer Hochspannung richten sich die Grießkörner entlang der Feldlinien aus.

Wasserdipole im elektrischen Feld

Eine der Besonderheiten des Wassermoleküls H₂O ist seine Dipoleigenschaft. Durch seine leichte Winkelung besitzt es auf der Seite des Sauerstoffatoms eine leicht negative Partialladung und auf der Seite der Wasserstoffatome eine leicht positive Partialladung. Bringt man nun wie in diesem Versuch einen dünnen Wasserstrahl in ein inhomogenes elektrisches Feld, biegt sich Strahl des Wasser zum Stab hin.

elektrische Feldstärke abhängig vom Krümmungsradius

Ein großer Metalltropfen wird mit der Influenzmaschine aufgeladen. Mit einer isolierten Metallkugel wird Ladung entweder von der Spitze oder von der stumpfen Seite des Tropfens abgenommen und auf einen Verstärker gegeben. Das Verstärkersignal wird über ein Messinstrument an die Wand projiziert. Man beobachtet, dass an der Spitze immer mehr Ladung abgenommen werden kann als an der stumpfen Seite. Der Vorgang lässt sich mehrfach wiederholen.

ein Metalltropfen in einem elektrischen Feld

Ein großer Metalltropfen wird zwischen zwei Kondensatorplatten eingebaut. Der Abstand zu den Platten beträgt jeweils etwa 6 mm. Über die Influenzmaschine wird der Metalltropfen gegenüber den Kondensatorplatten aufgeladen. Die Kondensatorplatten sind leitend verbunden. Es kommt zu Überschlägen zwischen Tropfen und Kondensatorplatten, allerdings nur am spitzen Ende des Tropfens. Erst wenn der Abstand am spitzen Ende vergrößert wird, treten Überschläge auch am stumpfen Ende des Tropfens auf.

oder auch Becherelektroskop

Mit dem Becherelektroskop, auch Faraday-Becher genannt, kann gezeigt werden, dass sich die Ladungsträger auf der Außenseite eines metallischen Körpers verteilen.

Dazu wird das metallische Becherelektroskop am Bandgenerator oder an der Influenzmaschine auf der Außenseite aufgeladen. Mit Hilfe einer isolierten Kugel wird versucht, Ladung von der Innenseite abzunehmen auf das Elektroskop zu geben. Das Elektroskop zeigt keinen Ausschlag. Wird hingegen Ladung von der Außenseite des Becherelektroskops abgenommen, wird auf dem Elektroskop ein Ausschlag sichtbar. Diese beiden Abläufe lassen sich abwechselnd wiederholen.

ein Metallkäfig im Hochspannungsfeld

Ein Auto gilt weithin als ein sicher Ort vor Blitzeinschlägen bei Gewittern und für Automobile mit einer Metallkarosserie ist dies tatsächlich auch der Fall. Das Auto fungiert hierbei als ein sogenannter Faradayscher Käftig. In diesem Versuch lässt sich eben dieses Phänomen veranschaulichen in dem man einen isolierten Metallkäfig von außen in das Hochspannungsfeld zweier Elektroden setzt. Dabei lässt sich beobachten, dass die Überschläge nur außerhalb des Käfigs auftreten und die Figur im Inneren des Käfigs unversehrt bleibt.

Fadenstrahlrohr mit Ablenkung im elektrischen Feld

Elektronen als negativ geladene Elementarteilchen lassen sich wie alle elektrisch geladenen Teilchen durch elektrische Felder beeinflussen. In einem Fadenstrahlrohr, welches einen ähnlichen Aufbau wie die bekanntere Brown'sche Röhre hat (beispielsweise in alten Fernsehapparaten), kann mit Hilfe von Kondensatorplatten ein homogenes elektrisches Feld erzeugt werden. Das Fadenstrahlrohr besteht aus einem evakuierten Glaskolben, in dem über eine Glühwendel und eine Lochanode Elektronen in einem Strahl beschleunigt und in das elektrische Feld eingebracht werden. Hier druchlaufen sie je nach Feldstärke die Bahn einer mehr oder weniger gerümmten Parabel.

eine Kerzenflamme im Hochspannungsfeld

Unter elektrischem Wind versteht man die Bewegung von Gasmölekülen in einem starken elektrischen Feld. Sichtbarmachen lässt sich dies mit Hilfe einer Kerzenflamme, welche in diesem Versuch in ein inhomogenes elektrisches Feld aus einer Kondensatorplatte und einer Metallspitze eingebracht wird. Wird das elektrische Feld mit Hilfe von Hochspannung erzeugt, so kann man sehen, wie sich die Kerzenflamme zur Seite neigt und unter Umständen sogar elischt. Im elektrischen Feld werden die Elektronen beschleunigt und es kommt zur Stoßionisation der umgebenden Atome und durch die Bewegung der massereichen Ionen werden auch Gasmolekühle mitgerissen.