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Typische Fehler

Wo es kniffelig wird, lauern Fehler. Diese Seite zeigt die häufigsten Stolperstellen bei Magnetfeld, Lorentzkraft und Geschwindigkeitsfilter offen.

0 Aufgaben

Diese Fehler tauchen in Klausuren immer wieder auf. Lies die falsche Aussage, überlege selbst, warum sie nicht stimmt — und klappe dann die Richtigstellung auf. Jede aufgedeckte Karte zählt als bearbeitet.

1

Magnetfeld und Feldlinien

Form, Pole und Flussdichte
1„Ein halbierter Magnet ergibt zwei einzelne Pole.“
✗
Schneidet man einen Magneten durch, erhalte man einen reinen Nord- und einen reinen Südpol.
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Nein. Jedes Bruchstück bildet sofort wieder einen vollständigen Magneten mit Nord- UND Südpol. Einen einzelnen magnetischen Pol (Monopol) gibt es nicht — das ist die direkte Folge der geschlossenen Feldlinien.
2„Die Feldlinien zeigen vom Leiter weg.“
✗
Das Magnetfeld eines geraden Leiters sehe aus wie das E-Feld einer Punktladung.
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Nein. Beim geraden Leiter sind die Feldlinien geschlossene Kreise um den Leiter herum — sie zeigen weder hin noch weg. Das Feld wird mit dem Abstand schwächer (\(B\propto\tfrac1r\)), aber die Form bleibt kreisförmig.
3„Größerer Messstrom → größere Flussdichte.“
✗
Wer bei der Stromwaage mehr Strom einstellt, messe ein größeres \(B\).
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Nein. \(B\) ist eine Eigenschaft des Feldes und ändert sich nicht durch den Messstrom. Ein größerer Strom erzeugt zwar eine größere Kraft — doch das Verhältnis \(\tfrac{F}{I\,l}\) bleibt konstant gleich \(B\).
2

Kraft auf Ladung und Leiter

Richtung, Energie und Umlaufzeit
4„Die Kraft zeigt in Strom- oder Feldrichtung.“
✗
Die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter liege längs des Stroms oder längs des Feldes.
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Nein. Die Kraft steht senkrecht auf beidem — auf der Stromrichtung UND auf der Feldrichtung. Liegt der Leiter parallel zum Feld (\(\alpha=0\)), wirkt gar keine Kraft.
5„Die Lorentzkraft macht das Teilchen schneller.“
✗
Weil eine Kraft wirkt, nehme der Betrag der Geschwindigkeit zu.
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Nein. Die Lorentzkraft steht immer senkrecht auf der Geschwindigkeit. Eine Kraft senkrecht zur Bewegung überträgt keine Energie — der Betrag der Geschwindigkeit bleibt konstant, nur die Richtung ändert sich.
6„Schnellere Teilchen brauchen länger für einen Umlauf.“
✗
Weil ihr Kreis größer ist, sei die Umlaufdauer größer.
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Beides wächst gleich: Ein schnelleres Teilchen hat zwar einen größeren Radius (längerer Weg), ist aber auch entsprechend schneller. In \(T=\dfrac{2\pi m}{q\,B}\) kommt \(v\) gar nicht vor — die Umlaufzeit ist für alle gleich.
3

Querfeld, Wien-Filter und Hallsonde

Was wovon abhängt
7„Schnellere Teilchen werden stärker abgelenkt.“
✗
Im elektrischen Querfeld erfahre ein schnelles Teilchen die größere Ablenkung.
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Im Gegenteil. Die Kraft \(qE\) ist für alle gleich, aber ein schnelleres Teilchen ist kürzer im Feld (\(t=\tfrac{l}{v_0}\)). Wegen \(y\propto\tfrac{1}{v_0^{2}}\) wird es daher weniger abgelenkt.
8„Der Wien-Filter trennt nach Ladung oder Masse.“
✗
Der Geschwindigkeitsfilter sortiere Teilchen nach \(q\) oder \(m\).
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Nein. Die Durchlassbedingung \(v=\dfrac{E}{B}\) enthält weder \(q\) noch \(m\). Der Filter lässt nur eine bestimmte Geschwindigkeit durch. Erst danach (z. B. im Massenspektrometer) trennt ein weiteres Feld nach Masse.
9„Die Hallspannung liegt längs des Stroms an.“
✗
Man greife die Hallspannung in Stromrichtung ab.
Warum ist das falsch? — Richtigstellung
✓
Nein. Die Hallspannung steht senkrecht zum Strom (und senkrecht zu \(B\)). Genau diese Querrichtung ist die Ablenkrichtung der Lorentzkraft — längs des Stromes misst man dagegen nur den gewöhnlichen Spannungsabfall.
Faustregel für die Klausur: Bei Magnetfeldaufgaben zuerst die drei Richtungen festlegen (Strom bzw. \(v\), Feld \(B\), Kraft \(F\)) — alle drei stehen senkrecht aufeinander. Und prüfe bei jeder Formel, welche Größe gar nicht darin vorkommt: Das ist meist die, nach der gefragt wird.