Feldlinie
Physik
Basiswissen
Eien Feldlinie ist eine gedachte Linie die Kraftwirkungen veranschaulicht: Feldlinie (oder Kraftlinie) ist ein Begriff der Physik.
Die Feldlinien geben Kraftrichtungen an
Feldlinien sind gedachte oder gezeichnete Linien (meistens gekrümmt), die die von einem Feld auf einen Probekörper ausgeübte Kraft veranschaulichen. Die an eine Feldlinie gelegte Tangente gibt die Kraftrichtung im jeweiligen Berührungspunkt an[1]; die Dichte der Feldlinien gibt die Stärke des Feldes an.
Feldlinien und die Feldstärke
Der Betrag der Feldstärke ist proportional zur Feldliniendichte, und zwar nicht in der zweidimensionalen Darstellung, sondern im Raum: Die Zahl der Feldlinien, die durch eine quer zu den Feldlinien orientierte Einheitsfläche hindurchtreten.
Feldlinien haben keine Schnittpunkte
Feldlinien schneiden einander niemals. Wenn sich mehrere Felder in einem Punkt überlagern, geben die Feldlinien die Richtung der resultierenden Kraft an.
Feldlinien und Quellfelder
Feldlinien von Quellenfeldern (etwa Felder von elektrischen Ladungen, oder Gravitationsfelder) gehen von einem Punkt aus oder enden in einem Punkt.
Wirbelfelder
Feldlinien von Wirbelfeldern (etwa die magnetische Flussdichte oder elektrische Felder, die durch sich ändernde Magnetfelder induziert werden) haben keinen Anfang und kein Ende, sondern sind geschlossene Linien.
Veranschaullichung
Der Verlauf der Linien kann durch folgende Eselsbrücke anschaulich erläutert werden: Feldlinien „wollen“ immer möglichst kurz sein, stoßen sich aber gegenseitig ab.
Homogenes Feld
Wenn die Feldlinien in einem bestimmten Gebiet gerade und parallel sind und eine konstante Dichte aufweisen, spricht man von einem homogenen Feld. Ist dies nicht der Fall, heißt das Feld inhomogen.
Stationäres Feld
Wenn sich Verlauf und Dichte der Feldlinien im Laufe der Zeit nicht ändern, nennt man das Feld stationär.
Fußnoten
- [1] In: H. M. Schey: Div, Grad, Curl, and all that. An Informaal Text on Vector Calculus. W. W. Norton & Company. 1973. ISBN: 0-393-09367-0. Dort heißt es auf Seite 10: "Instead of using arrows to represent vector functions […] we sometimes use families of curves called field lines. A curve f(x) is a field line of the vector function F(x,y) if at each point (xo,yo) on the curve F(xo,yo) is tangent to the curve." Siehe auch Tangente ↗
