Filter:
01
Formel
Bgerader Leiter = ?
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Antwort
B = µ0 · I / (2π · r)r = Abstand vom Leiter (in Metern). Praktische Kurzform: B = 2·10−7 · I / r
02
Formel
µ0 = ?
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Antwort
µ0 = 4π · 10−7 T·m/Amagnetische Feldkonstante — sie sorgt dafür, dass Längen in Metern eingesetzt werden müssen
03
Formel
Blange Spule = ?
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Antwort
B = µ0 · µr · n · Igleichwertig: B = µ0 · µr · (N/l) · I — im Inneren nahezu homogen
04
Formel
Windungsdichte n = ?
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Antwort
n = N / lN = Windungszahl, l = Länge der Spule in Metern
05
Formel
FLeiter im Magnetfeld = ?
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Antwort
F = B · I · l · sin αα = Winkel zwischen Leiter und Feld; bei α = 90° gilt kurz F = B · I · l
06
Formel
B — Definition über die Kraft = ?
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Antwort
B = F / (I · l)so wird B überhaupt erst definiert: Kraft pro Strom und Leiterlänge
07
Formel
1 Tesla = ?
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Antwort
1 T = 1 N / (A · m)1 T ist ein starkes Feld — das Erdfeld liegt bei nur etwa 50 µT
08
Formel
Stromwaage: B = ?
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Antwort
B = Δm · g / (I · l)die Kraft wird über eine ausgleichende Masse gemessen: F = Δm · g
09
Formel
Lorentzkraft = ?
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Antwort
F = q · v · B · sin αα = Winkel zwischen v und B; bei v ⊥ B gilt F = q · v · B
10
Formel
rKreisbahn = ?
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Antwort
r = m · v / (q · B)aus q·v·B = m·v²/r — die Lorentzkraft ist die Zentripetalkraft
11
Formel
TUmlauf = ?
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Antwort
T = 2π · m / (q · B)unabhängig von der Geschwindigkeit — v kürzt sich heraus
12
Formel
q/m aus der Kreisbahn = ?
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Antwort
q/m = v / (r · B)umgestellt aus r = m·v/(q·B); für Elektronen etwa 1,76·1011 C/kg
13
Formel
EPlattenkondensator = ?
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Antwort
E = U / dd = Plattenabstand in Metern; die Kraft darauf ist F = q · E
14
Formel
yQuerfeld = ?
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Antwort
y = ½ · a · t² mit a = qE/m und t = l/v0zusammengefasst y = qE/(2m) · (l/v0)² — die Bahn ist eine Parabel
15
Formel
vWien-Filter = ?
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Antwort
v = E / B = U / (d · B)aus q·E = q·v·B; weder Ladung noch Masse kommen vor
16
Begriff
Magnetische Feldlinie
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Definition
Linie, die die Richtung des Magnetfeldes angibt. Sie verläuft außen vom Nord- zum Südpol, setzt sich im Inneren des Magneten fort und ist damit immer geschlossen. Feldlinien schneiden sich nie.
17
Begriff
Keine magnetischen Monopole
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Definition
Nord- und Südpol treten immer gemeinsam auf. Zerbricht man einen Magneten, entstehen zwei vollständige Magnete. Anders als elektrische Ladungen lässt sich ein Pol nicht einzeln herauslösen.
18
Begriff
Feldliniendichte
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Definition
Ein Maß für die Stärke des Feldes: Wo die Linien dicht beieinanderliegen — etwa an den Polen — ist die Flussdichte B groß.
19
Begriff
Rechte-Hand-Regel
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Definition
Für den geraden Leiter: Zeigt der Daumen in Stromrichtung, geben die gekrümmten Finger die Richtung der kreisförmigen Feldlinien an.
20
Begriff
Drei-Finger-Regel (UVW)
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Definition
Rechte Hand: Ursache = Strom (Daumen), Vermittlung = Feld (Zeigefinger), Wirkung = Kraft (Mittelfinger). Bei Elektronen kehrt sich die Kraftrichtung um.
21
Begriff
Homogenes Feld
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Definition
Bereich, in dem die Flussdichte überall gleich groß und gleich gerichtet ist — die Feldlinien sind parallel und gleich dicht. Realisiert wird es im Inneren einer langen Spule oder zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten.
22
Begriff
Permeabilitätszahl µr
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Definition
Faktor, um den ein Stoff das Magnetfeld verstärkt. Für Luft ist µr ≈ 1, für Eisen ist µr sehr viel größer als 1 — ein Eisenkern verstärkt das Spulenfeld daher um ein Vielfaches.
23
Begriff
Stromwaage
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Definition
Messgerät für B: Ein Leiterstück bekannter Länge liegt im Feld; die Kraft F = B·I·l wird über eine ausgleichende Masse Δm bestimmt (F = Δm·g). Das berechnete B ist unabhängig vom gewählten Messstrom.
24
Begriff
Lorentzkraft
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Definition
Kraft auf eine bewegte Ladung im Magnetfeld. Sie steht immer senkrecht auf v und ändert daher die Energie des Teilchens nicht: Der Betrag der Geschwindigkeit bleibt gleich, nur die Richtung ändert sich.
25
Begriff
Lorentzkraft als Zentripetalkraft
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Definition
Fliegt die Ladung senkrecht ins Feld, zeigt die Kraft stets zum Kreismittelpunkt. Aus q·v·B = m·v²/r folgt der Bahnradius r = m·v/(q·B) — das Teilchen läuft auf einer Kreisbahn.
26
Begriff
Spezifische Ladung q/m
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Definition
Verhältnis von Ladung zu Masse eines Teilchens. Es lässt sich aus messbaren Größen bestimmen: q/m = v/(r·B) — man braucht Ladung und Masse also nicht einzeln zu kennen.
27
Begriff
Gekreuzte Felder
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Definition
Anordnung, in der ein elektrisches und ein magnetisches Feld senkrecht zueinander stehen und beide senkrecht zur Flugrichtung. Die elektrische Kraft q·E und die Lorentzkraft q·v·B wirken dann gegeneinander.
28
Begriff
Wien-Filter
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Definition
Gekreuzte Felder als Geschwindigkeitsfilter: Nur Teilchen mit v = E/B fliegen unabgelenkt durch den Spalt. Da q und m herausfallen, sortiert er allein nach Geschwindigkeit — Vorstufe im Massenspektrometer.
29
Begriff
Hall-Effekt
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Definition
In einem stromdurchflossenen Plättchen im Magnetfeld drängt die Lorentzkraft die Ladungsträger zu einer Kante. Quer zum Strom entsteht die Hallspannung UH = B·I/(n·q·d), die proportional zu B ist.
30
Begriff
Erdmagnetfeld
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Definition
Die Erde wirkt wie ein riesiger Stabmagnet mit einer Flussdichte von etwa 50 µT. Der geografische Nordpol ist magnetisch ein Südpol — deshalb zeigt der Nordpol der Kompassnadel dorthin.
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Tipp zum Lernen
Geh die Karten in zwei Runden durch: erst alle Formeln, dann alle Begriffe. Sprich die Antwort laut aus, bevor du umdrehst, und markiere nur, was du ohne Hinsehen erklären kannst. Bei den Formeln gehört immer dazu, welche Einheit jede Größe hat — die meisten Fehler in der Klausur sind Einheitenfehler, keine Formelfehler. Dein Fortschritt wird im Browser gespeichert, schau morgen also ruhig noch einmal vorbei.