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Lexikon Physik

Elektrodynamik (Elektromagnetismus)

Die Elektrodynamik (von griech. dynamis „Kraft“) ist im engeren Sinne die Lehre von den bewegten elektrischen Ladungen (im Gegensatz zur Elektrostatik). Im weiteren Sinne behandelt sie alle Wechselwirkungen zwischen elektromagnetischen Feldern und den sie erzeugenden Ladungen. Sie beruht auf der Erkenntnis, dass Elektrizität und Magnetismus keine getrennten Erscheinungen sind: Magnetfelder werden von elektrischen Strömen, also bewegten Ladungen hervorgerufen, und veränderliche Magnetfelder können elektrische Ströme und Spannungen induzieren.

Die Verbindung zwischen elektrischen und magnetischen Feldern ist sogar noch enger: Für einen äußeren Beobachter stellt ein bewegtes Elektron in einem Leiter einen Strom dar und der Leiter ist von einem kreisförmigen Magnetfeld umgeben. Im Bezugssystem des Elektrons dagegen ruht dieses und es gibt in diesem System gar kein Magnetfeld! Natürlich ändert dies nichts am physikalischen Geschehen, doch ob es als die Wirkung von elektrischen oder magnetischen Feldern (oder einer Kombination daraus) wahrgenommen wird, hängt vom gerade gewählten Bezugssystem ab! Dies ist einer der Gründe, warum die Entdeckung der Relativitätstheorie relativ bald nach Formulierung der klassischen Theorie der Elektrodynamik erfolgte.

Übrigens: Im Gegensatz zur Newton’schen Gravitationstheorie ist die von James C. Maxwell aufgestellte Theorie der Elektrodynamik mit der Speziellen Relativitätstheorie verträglich. Insbesondere folgt die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit c unmittelbar aus Maxwells Gleichungen, denn c ist nach Maxwell die Wurzel aus den Kehrwerten von elektrischer und magnetischer Feldkonstante (\(c = \dfrac 1 {\sqrt{\epsilon_0\mu_0}}\)), also eine bezugssystem-unabhängige Naturkonstante!

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