E-Feld+Polarisation (mikrosk) < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 21:57 Sa 20.11.2010 | | Autor: | qsxqsx |
Hallo,
Ich wollte eigentlich besser verstehen wie das mit E-Feld und Polarisation ist, bin jetzt aber nach einem Wikipediaartikel mehr verwirrt.
![[]](/images/popup.gif) Clausius-Mossotti-Gleichung
Der hier macht mir ebenso zu schaffen:
Polarisierbarkeit
Grundsätzlich liegt das Problem bei mir, dass da soviele verschiedene E-Felder angegeben werden, von denen ich nicht weiss wo sie genau herkommen.
Vorallem würde ich gerne wissen was [mm] E_{lokal} [/mm] sein soll.
Man nehme eine Punktladung Q welche eine elektrische Durchflutung erzeugt. Dann gilt mit den Materialien, die diese Durchflutung durchflutet:
D = [mm] \varepsilon_{r}*\varepsilon_{0}*E [/mm] = [mm] \varepsilon_{0}*E [/mm] + P,
Da die Durchflutung die Ursache ist, wird das E-Feld also geringer, da sich eine Polarisation bildet. In der Elektrostatik herrscht nach gewisser Zeit ein Gleichgewicht zwischen P und E.
Polarisation wird einerseits durch Orientierungspolarisation, zweitens durch Verschiebungspolarisation als Phänomen entstehen. Ich will mich jetzt mal nur mit der Verschiebungspolarisation beschäftigen. Diese kommt doch daher, dass die Elektronen bzw. die Wellengleichung etwas vom Zetrum Atomkern verschoben werden. Gut. Demfall existiert ein kleines Elektrisches Feld [mm] E_{atomar} [/mm] das engegenwirkt. Richtig? Die Energie für die Verschiebung wird aus dem Anliegenden E-Feld [mm] E_{extern} [/mm] genommen, da dafür hald schwächer wird, mit eben nur noch der grösse E= [mm] D/(\varepsilon_{0}*\varepsilon{r}) [/mm]
Soweit, so gut.
Jetzt ist mir dieses [mm] E_{lokal} [/mm] sehr schleierhaft. Das [mm] E_{lokal}, [/mm] so steht es im Wikiartikel, ist gleich dem [mm] E_{extern} [/mm] bei einem dünn verteilten Gas. Aber müsste das [mm] E_{lokal} [/mm] nicht immer gleich dem [mm] E_{extern} [/mm] sein? Ich meine das [mm] E_{extern} [/mm] wird doch eben durch die Polarisation geschwächt, welches dem [mm] E_{lokal} [/mm] entspräche? Das [mm] E_{lokal} [/mm] ist ja nicht das [mm] E_{atomar}. [/mm]
Vorallem wieso gilt das: [mm] E_{lokal} [/mm] = [mm] \bruch{\varepsilon_{r} + 2}{3}*E
[/mm]
Das heisst wenn [mm] \varepsilon_{r} [/mm] > 1 wird [mm] E_{lokal} [/mm] grösser als das Anliegende E-Feld von aussen?!?!?! Geht gar nicht...
Ist [mm] E_{L} [/mm] im Wikiartikel mein definiertes [mm] E_{atomar} [/mm] von der Wellengleichung oder ist das wieder was anderes?
Was ist [mm] E_{p}? [/mm] Auf Wiki steht: "Dielektrikum-Oberfläche erzeugtes Polarisationsfeld (Entelektrisierungsfeld)"
Aja, und da ist noch eine Unklarheit:
Wenn man von [mm] E_{extern} [/mm] spricht, dann muss man doch zwei Fälle unterscheiden:
1.Fall:
Gegeben eine Ladungsverteilung bei der eine Durchflutung erzeugt wird. Das E-Feld stellt sich einfach nach eigenschaften der Materials ein.
2.Fall
Gegeben eine Spannung an z.B. zwei Kondensatorplatten. Wenn die Spannung durch eine Spannungsquelle Konstant gehalten wird, dann kann ja das E-Feld nicht abgeschwächt werden. Das hiesse das Material dazwischen wird Polarisiert, das E-Feld wird aber nicht schwächer, kommt also noch dazu. Wären da die gesetze anders?!
Ich seh die Zusammenhänge alle nicht.
Gruss und Dank.
Qsxqsx
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Hallo Qsxqsx,
Stelle Dir vor, dass Du aus dem Material eine Kugel ausschneidest. Diese Kugel ist polarisiert und und hat im Innern eine Feldstärke [mm] $E_K [/mm] = [mm] -E_L [/mm] = [mm] -\frac{P}{3\epsilon_0}$. [/mm] Das zurückbleibende Loch hat im Innern als Feldstärke [mm] $E_{\text{lokal}}$. [/mm] Die tatsächliche Feldstärke $E$ im Material findest Du durch Superposition: $E = [mm] E_{\text{lokal}} +E_K= E_{\text{lokal}} -\frac{P}{3\epsilon_0} [/mm] $. Dein [mm] $E_{atomar}$ [/mm] ist hier [mm] $E_K$. [/mm] Weiter gilt $E = [mm] E_{\text{ext}} [/mm] + [mm] E_p [/mm] $, wobei [mm] $E_p$ [/mm] durch die Oberflächenladung erzeugt wird. Diese Oberflächenladung wird durch das externe Feld erzeugt (natürlich durch dieselbe Verschiebung der molekularen Ladungen), wodurch [mm] $E_p$ [/mm] dem externen Feld entgegengerichtet ist.
Bei einem dünn verteiltem Gas können [mm] $E_p$ [/mm] und [mm] $E_K$ [/mm] vernachlässigt werden, woraus $E = [mm] E_{\text{lokal}} [/mm] = [mm] E_{\text{ext}} [/mm] $ folgt.
> Man nehme eine Punktladung Q welche eine elektrische Durchflutung erzeugt.
Du meinst wohl die elektrische Flussdichte.
> Diese kommt doch daher, dass die Elektronen bzw. die Wellengleichung etwas vom Zetrum Atomkern verschoben werden.
Mit Wellengleichung meinst Du die Wellenfunktion des Elektons? Entscheidend ist hier das Betragsquadrat (Wahrscheinlichkeitsdichte) der Wellenfunktion.
Ich hoffe, dass ich damit die Begrifflichkeiten klarstellen konnte.
LG mathfunnel
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:38 So 21.11.2010 | | Autor: | qsxqsx |
Ja, das mit der Wellengleichung und Wahrscheinlichkeit weiss ich, wollte nur sagen zum Vorstellen...
Danke dir (wieder einmal...), hast mir weitergeholfen. Trotzdem noch ziemlich verwirrend mit mehreren Feldern obwohl schlussendlich ja nur eines wirkt.
Gruss!
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