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Elektrostatische Potentiale und Felder

Albert Teichrew, Oct 25, 2019

Dieses Buch enthält Modelle, die im folgenden Artikel bzw. Buchkapitel beschrieben wurden: Teichrew, A., Erb, R., Wilhelm, T. & Kuhn, J. (2019). Elektrostatische Potentiale und Felder im GeoGebra 3D Grafikrechner. Physik in unserer Zeit, 50(5), 254–255. https://doi.org/10.1002/piuz.201970513 Teichrew, A. & Erb, R. (2022). Elektrostatische Potenziale und Felder im GeoGebra 3D Rechner. In T. Wilhelm & J. Kuhn (Hrsg.), Für alles eine App: Ideen für Physik mit dem Smartphone (S. 249–255). Berlin, Heidelberg: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-63901-6_39

1. Elektrostatisches Potential zweier Ladungen
2. Vektorfeld der elektrischen Feldstärke zweier Ladungen

Information

1.

Elektrostatisches Potential zweier Ladungen

Das elektrostatische Potential zweier Punktladungen

und

wird als Höhe auf der z-Achse abgebildet. Mit dem Schieberegler h werden in regelmäßigen Abständen Höhenlinien an Orten mit dem gleichen Potential gezogen (Äquipotentiallinien). Mit dem Schieberegler a wird der Abstand zwischen den Ladungen verändert. Der lila Vektorpfeil zeigt die Kraft auf eine positive Probeladung im Punkt P an.

Aufnahme eines AR-Experiments mit diesem Modell

2.

Vektorfeld der elektrischen Feldstärke zweier Ladungen

Die elektrische Feldstärke

zweier Punktladungen

und

wird anhand ausgewählter Punkte dargestellt, an denen Pfeile die Richtung und ihre Länge den Betrag des Feldes wiedergeben. Mit den Schiebereglern wird neben Ladung und Abstand a die Größe g des Punktgitters in der xz-Ebene sowie seine Tiefe t entlang der y-Achse variiert. Für ein optimales Bild können die Pfeillängen mit dem Faktor l skaliert werden. Zusätzlich zu den abgebildeten Feldstärkevektoren beinhaltet das Modell gleich lange Richtungsvektoren, die stattdessen eingeblendet werden können.