Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Relativ zum Leiter ruht doch das Magnetfeld. Diese Eigenschaft darf doch nicht verschwinden, wenn man das aus einer anderen Perspektive betrachtet.

Doch. Das Magnetfeld hat keine Eigenschaft namens Ruhesystem. Es ist nicht an keinem Inertialsystem "festgetackert". Wie oft denn noch?

Selbstverständlich hat das Magnetfeld ein Ruhesystem. Mit der Relativgeschwindigkeit v zu diesem Ruhesystem ergibt sich doch das elektrische Induktionsfeld E=vxB.

Rudi Knoth: Meinst du Purcell oder D’ Abramo?

Ich habe nicht darauf geachtet wer von beiden die Kritik an der relativistischen Kontraktion von bewegten Ladungswolken verfasst hat. War das nun Purcell oder D' Abramo? Die Kritik erscheint mir jedoch nachvollziehbar, obwohl mir der viel einfachere Hinweis auf die relativistische Symmetrie besser gefällt.

@wolfgang24-1, und wer sonst sich noch gern im Film dargestellt sieht

Stelle dir mal folgende, hoffentlich nicht allzu unwoke Filmszene vor...

Darsteller:

• Atom als Haus
• Atome als Häuser
• Proton als Du
• Protonen als deine Brüder
• Elektron als deine Ehefrau
• Elektronen als deine Schwägerinnen
• Elektronen als Ehefrauen von Nachbarn
• Elektrischer Leiter als Straße mit Häusern
• Magnetfeld als Spule um Häuser und Straße
• Feldlinien als Windungen der Spule

Du wohnst mit der ganzen Verwandtschaft im großen Haus an der schnurgerade Straße. Diese verläuft im Zentrum der langen Spule aus engen Windungen dünnen Drahtes. Die Spule und all diese Windungen sind relativ zu dir in Ruhe. Deine Ehefrau schwirrt permanent um die Herrschaften herum und geht nie aus dem Haus, genau wie die Schwägerinnen auch zuhause bleiben. So ist die Welt für alle Beteiligten in bester Ordnung.

Eines schönen Tages fühlt sich ausgerechnet deine Frau zum linken Nachbarn hingezogen und verlässt das Haus. Just am selben Tag zieht nämlich auch dessen Frau weiter nach links und das setzt sich fort, offenbar entlang der ganzen Straße. Zum Glück bist du nicht lange allein, denn noch am selben Tag checkt die Frau vom rechten Nachbarn bei euch ein. Die Umzüge nehmen von nun an kein Ende mehr, ein konstante Frauenbewegung in dieselbe Richtung hat sich eingestellt. Was genau die Damen so unstet gemacht hat weiß man nicht, aber es stört auch nicht weiter, denn alle gleichen sich in jeder Hinsicht wie ein Ei dem anderen, die Häuser sind immer voll besetzt, die Damen und Herren damit zufrieden. So what?

Der Zuschauer fragt sich natürlich: Was hat es denn mit der großen Spule auf sich? Ist sie nur futuristische Deko oder was? Nein, sie birgt in der Tat ein besonderes Geheimnis, das in direktem Zusammenhang mit der Frauenbewegung steht. Die Spule ist nämlich nicht wirklich in Ruhe, wie es zunächst für alle den Anschein hat, sondern beginnt zeitgleich mit dem Einsetzen der Frauenbewegung um die eigene Achse zu rotieren, also um die ganze Straße samt Bebauung. Beim Hinzoomen sieht der Zuschauer, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Spule auch die Geschwindigkeit des Frauenstroms bestimmt – oder umgekehrt – vielleicht bringen sie auch durch ihren Hüftschwung erst die Windungen in Rotation. Man weiß es nicht.

Wie eine archimedische Schraube transportieren offenbar die zum Haus ruhenden Windungen die einzelnen Damen weiter zum nächsten Haus und zum übernächsten usw. usf. Im Haus sitzend siehst du eindeutig, wie sich deine Frau immer weiter entlang der Straße entfernt, vorbei an jeder einzelnen Windung der großen Spule, die allesamt relativ zu dir in Ruhe sind, und damit natürlich auch die ganze Spule. Die bewegt sich kein Stück.

Schnipp, Szenenwechsel: Deine Frau dreht sich um und sieht ganz eindeutig, wie du dich samt Haus, Nachbarn, restlicher Bebauung, Grünzeug etc. immer weiter entlang der Straße von ihr entfernst, vorbei an jeder einzelnen Windung der großen Spule, die allesamt auch relativ zu ihr in Ruhe sind, und damit natürlich auch die ganze Spule. Die bewegt sich kein Stück.

Abspann, Film Ende.
Copyright Eclipse4 2026

So ist nun das Geheimnis gelüftet: Es ist durchaus möglich, dass das Magnetfeld in beiden Bezugsystemen quasi ruht und sich eine Ladung darin bewegt, quer zu den ruhenden Feldlinien, obwohl es die bewegte Ladung in ihrem Ruhesystem genau gleich sieht, nämlich dass sich die entgegengesetzte Ladung bewegt, quer den ruhenden Feldlinien. q.e.d.

Nachtrag: Was der Zuschauer vielleicht gar nicht bemerkt ist die Tatsache, dass die Spule aus deiner Sicht im Uhrzeigersinn rotiert, aus Sicht deiner Frau aber gegen den Uhrzeiger. Anders würde der Transport nach dem Prinzip der archimedischen Schraube nicht funktionieren.

Wolfgang24-1 schrieb:

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Relativ zum Leiter ruht doch das Magnetfeld. Diese Eigenschaft darf doch nicht verschwinden, wenn man das aus einer anderen Perspektive betrachtet.

Doch. Das Magnetfeld hat keine Eigenschaft namens Ruhesystem. Es ist an keinem Inertialsystem "festgetackert". Wie oft denn noch?

Selbstverständlich hat das Magnetfeld ein Ruhesystem. Mit der Relativgeschwindigkeit v zu diesem Ruhesystem ergibt sich doch das elektrische Induktionsfeld E=vxB.

Du willst die korrekte Formel also immer noch nicht verstehen. Solche Hartnäckigkeit muss einer erst mal aufbringen. Dagegen ist kein Kraut gewachsen.

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Relativ zum Leiter ruht doch das Magnetfeld. Diese Eigenschaft darf doch nicht verschwinden, wenn man das aus einer anderen Perspektive betrachtet.

Doch. Das Magnetfeld hat keine Eigenschaft namens Ruhesystem. Es ist an keinem Inertialsystem "festgetackert". Wie oft denn noch?

Selbstverständlich hat das Magnetfeld ein Ruhesystem. Mit der Relativgeschwindigkeit v zu diesem Ruhesystem ergibt sich doch das elektrische Induktionsfeld E=vxB.

Du willst die korrekte Formel also immer noch nicht verstehen. Solche Hartnäckigkeit muss einer erst mal aufbringen. Dagegen ist kein Kraut gewachsen.

E=vxB ist die korrekte Formel. Wie möchtest du denn diese Formel verstanden wissen?

Eclipse4:Nachtrag: Was der Zuschauer vielleicht gar nicht bemerkt ist die Tatsache, dass die Spule aus deiner Sicht im Uhrzeigersinn rotiert, aus Sicht deiner Frau aber gegen den Uhrzeiger. Anders würde der Transport nach dem Prinzip der archimedischen Schraube nicht funktionieren.

Das angebliche Faraday Paradoxon zeigt uns, dass ein Magnetischer Dipol, der um die Dipolachse rotiert, kein rotierendes Magnetfeld erzeugt, sondern ein ruhendes Magnetfeld, das mit dem Dipol in Ruhe ist.

Wolfgang24-1 schrieb:

E=vxB ist die korrekte Formel. Wie möchtest du denn diese Formel verstanden wissen?

Du willst mich wohl aufs Glatteis führen und/oder veräppeln. Netter Versuch.

Schau' dir lieber mein neuestes Drehbuch an. Da spielt sogar ein ruhendes Magnetfeld mit und handfeste Feldlinien. Sollte doch nach deinem Geschmack sein. Ein bewegtes Magnetfeld mit bewegten Feldlinien kommt aber nicht vor. Etwas so Unrealistisches hat keine Chance am Theoriemarkt. 

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

E=vxB ist die korrekte Formel. Wie möchtest du denn diese Formel verstanden wissen?

Du willst mich wohl aufs Glatteis führen und/oder veräppeln. Netter Versuch.

Schau' dir lieber mein neuestes Drehbuch an. Da spielt sogar ein ruhendes Magnetfeld mit und handfeste Feldlinien. Sollte doch nach deinem Geschmack sein. Ein bewegtes Magnetfeld mit bewegten Feldlinien kommt aber nicht vor. Etwas so Unrealistisches hat keine Chance am Theoriemarkt. 

Um eine Interpretation von E=vxB kommst du nicht herum. Wenn diese konkrete Formel für dich so etwas wie "auf's Glatteis führen" ist, dann gibst du doch bereits zu, dass diese Formel nicht in dein Konzept passt.
Die Familiengeschichte in deinem Drehbuch als Analogie zur Festkörperphysik verkaufen zu wollen, darauf muss man erst kommen. Das ist sowas von absurd, dass es dafür nicht einmal mehr einen zutreffenden Ausdruck gibt.
Erkläre doch bitte mal auf vernünftige (physikalisch korrekte) Weise, weshalb du damit ein Problem hast, dass einem Magnetfeld ein Bewegungszustand, der Bewegungszustand seiner Quelle, zugeordnet wird.

Wolfgang24-1 schrieb:

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

E=vxB ist die korrekte Formel. Wie möchtest du denn diese Formel verstanden wissen?

Du willst mich wohl aufs Glatteis führen und/oder veräppeln. Netter Versuch.

Um eine Interpretation von E=vxB kommst du nicht herum.

Zum 100sten mal jetzt: v bezieht sich auf das Bezugsystem, in dem B gemessen wird. v bezieht sich definitiv nicht auf ein im besten Fall schwammig definiertes "Ruhesystem des Magnetfelds", worauf du starrköpfig beharrst.

Das haben wir doch jetzt schon so oft hier behandelt. Da komme ich mir vor wie Gerhard Polt mit "Nikolausi". Wenn du es nicht verstehst oder nicht willst, dann ist es halt so. Ich kann gut damit leben.

Wolfgang24-1 schrieb:

Die Familiengeschichte in deinem Drehbuch als Analogie zur Festkörperphysik verkaufen zu wollen, darauf muss man erst kommen.

Allein deshalb ist das Drehbuch schon oskarverdächtig. Man muss erst mal darauf kommen. 

Wolfgang24-1 schrieb:

Erkläre doch bitte mal auf vernünftige (physikalisch korrekte) Weise, weshalb du damit ein Problem hast, dass einem Magnetfeld ein Bewegungszustand, der Bewegungszustand seiner Quelle, zugeordnet wird.

Erkläre du doch zunächst mal auf vernünftige (physikalisch korrekte) Weise, was generell die "Quelle" eines Magnetfelds sein soll. Die saubere Definition bitte.

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Eclipse4 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

E=vxB ist die korrekte Formel. Wie möchtest du denn diese Formel verstanden wissen?

Du willst mich wohl aufs Glatteis führen und/oder veräppeln. Netter Versuch.

Um eine Interpretation von E=vxB kommst du nicht herum.

Zum 100sten mal jetzt: v bezieht sich auf das Bezugsystem, in dem B gemessen wird. v bezieht sich definitiv nicht auf ein im besten Fall schwammig definiertes "Ruhesystem des Magnetfelds", worauf du starrköpfig beharrst.

Das haben wir doch jetzt schon so oft hier behandelt. Da komme ich mir vor wie Gerhard Polt mit "Nikolausi". Wenn du es nicht verstehst oder nicht willst, dann ist es halt so. Ich kann gut damit leben.

Wolfgang24-1 schrieb:

Die Familiengeschichte in deinem Drehbuch als Analogie zur Festkörperphysik verkaufen zu wollen, darauf muss man erst kommen.

Allein deshalb ist das Drehbuch schon oskarverdächtig. Man muss erst mal darauf kommen. 

Wolfgang24-1 schrieb:

Erkläre doch bitte mal auf vernünftige (physikalisch korrekte) Weise, weshalb du damit ein Problem hast, dass einem Magnetfeld ein Bewegungszustand, der Bewegungszustand seiner Quelle, zugeordnet wird.

Erkläre du doch zunächst mal auf vernünftige (physikalisch korrekte) Weise, was generell die "Quelle" eines Magnetfelds sein soll. Die saubere Definition bitte.

Das Bezugsystem in dem B gemessen wird, ist doch gerade das System in dem sich das statische Magnetfeld B nicht bewegt. Damit haben wir doch geklärt, dass ein statisches Magnetfeld ein Bezugssystem hat, und dass sogar unsere beiden Bezugsysteme identisch sind.  Die Geschwindigkeit v ist somit die Geschwindigkeit relativ zu diesem Bezugsystem.
Mit v=0 ruht der Beobachter im Bezugsystem des Magnetfeldes. Jetzt bleibt nur noch zu klären, weshalb dich die Feststellung stört, dass das Magnetfeld in seinem Bezugsystem ruhen würde. Dass dich das tatsächlich irgendwie stört, wundert mich nun ein wenig. Was soll das statische Magnetfeld denn in seinem Bezugsystem sonst machen. Sobald es sich bewegen würde, wäre es ja nicht mehr statisch.
Die Quelle eines Magnetfeldes ist das Objekt, durch das das Magnetfeld erzeugt wird. Das kann ein stromdurchflossener Leiter, eine stromdurchflossene Spule, ein Permanentmagnet, oder alles sein, was sonst noch ein Magnetfeld erzeugen kann. Die Regel dabei ist, dass die Quelle des Magnetfeldes im Bezugsystem des Magnetfeldes genauso ruht wie das Magnetfeld.
Wohlgemerkt wir sprechen hier ausschließlich von einem statischen Magnetfeld und nicht vom magnetischen Teil eines elektromagnetischen Feldes, das sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.
Übrigens die Konsequenz davon, dass ein statisches Magnetfeld zusammen mit seiner Quelle im gemeinsamen Bezugsystem ruht, bedeutet dass sich ein Magnetfeld mit seiner Quelle mit bewegt. Statische elektrische Felder bewegen sich ebenfalls mit ihrer Quelle, einer Ladung, mit.

Wolfgang24-1 schrieb:

Das Bezugsystem in dem B gemessen wird, ist doch gerade das System in dem sich das statische Magnetfeld B nicht bewegt.

Man kann das statische Magnetfeld mit ∂B/∂t=0 doch in verschiedenen, zueinander bewegten Bezugsystemen messen. Also ist es auch in jedem von denen nicht bewegt und es existiert nicht "das" einzigartige "Ruhesystem des Magnetfelds" vor dem Herrn, was zu beweisen war. Logik mein lieber, Logik! Das meinte ich mit "bestenfalls schwammig definiert". 

Beweis: Man zieht den stromdurchflossenen Leiter längs über den Labortisch, in konstantem Abstand an einem Messgerät vorbei, und – Tadaa! Es wird ∂B/∂t=0 gemessen, das statische Magnetfeld im Ruhesystem des Tisches. Das "Ruhesystem des Magnetfelds" ist also das des Tisches und des Messgeräts. Du hast es soeben bestätigt. Wenn man dabei die mittlere Geschwindigkeit der Strom-Elektronen erwischt ist es auch das Ruhesystem dieser Elektronen. Das wäre die Situation in Josef Gaßners Beispiel, mit dem Messgerät in der Rolle des externen Elektrons. Es ruht mit v=0 zum Tisch, zu den Stromelektronen und zum statischen Magnetfeld. Mit v=0 in diesem Ruhesystem erfährt es keine Lorentzkraft.

Aber Moooooment... hattest du denn nicht immer hartnäckig behauptet, dass "das" Ruhesystem des Magnetfelds unbestreitbar das Ruhesystem des Atomgitters sein muss? Doch doch, so war's, ich erinnere mich genau. Und tatsächlich: Ein Messgerät, welches am Leiter fix montiert ist, misst ebenfalls mit ∂B/∂t=0 das statische Magnetfeld, ob man nun den Leiter über den Tisch zieht oder nicht. Nanu, wie das denn? Das Feld ist also auch zum Leiter nicht bewegt.

Hmmm... zum Messgerät auf dem Tisch nicht bewegt, zu den Stromelektronen nicht, zum Leiter nicht... dann hat das Feld womöglich gar kein einzigartiges Ruhesystem? Bingo!

Wolfgang24-1 schrieb:

Damit haben wir doch geklärt, dass ein statisches Magnetfeld ein Bezugssystem hat, und dass sogar unsere beiden Bezugsysteme identisch sind.

Das ist überhaupt nicht geklärt, siehe oben. Aber Immerhin gestehst du jetzt ein, dass sich die Geschwindigkeit v in den Formeln auf das Bezugsystem bezieht, in dem B gemessen wird. Da das Magnetfeld sich darin nicht bewegt – es soll ja nun nach deiner Aussage das Ruhesystem sein – kann sich v niemals auf ein "bewegtes Magnetfeld" beziehen, wie du bis jetzt ständig behauptet hast. Logik mein lieber, Logik!

Wolfgang24-1 schrieb:

Jetzt bleibt nur noch zu klären, weshalb dich die Feststellung stört, dass das Magnetfeld in seinem Bezugsystem ruhen würde. 

Das sollte nach allem Gesagten klar sein. Der Grund ist einfach der, dass man nicht sinnvoll von seinem Bezugsystem sprechen kann. Es gibt einfach zu viele Bezugsysteme, zu denen es "ruht". Welches darfs sein? Es ist einfach das des Beobachters, von denen viele denkbar sind. Aus diesem Grund kann man auch nicht sinnvoll sagen, dass es bewegt ist. Denn zu welchem Beobachter könnte es bewegt sein, wenn es doch zu jedem ruht?

Eclipse4:Man kann das statische Magnetfeld doch in verschiedenen, zueinander bewegten Bezugsystemen messen. Also ist es auch in jedem von denen nicht bewegt und hat folglich kein eigenes Ruhesystem, was zu beweisen war. Logik mein lieber, Logik! Das meinte ich mit bestenfalls schwammig definiert.

Das ist so nicht korrekt. Wenn man das Magnetfeld in einem bewegten Bezugssystem misst, dann misst man auch ein elektrisches Feld. Die B-Feldmessung funktioniert auch nicht richtig, weil ein kleinerer Messwert dabei herauskommt. Ich hätte vielleicht noch anmerken sollen, dass das gesamte Magnetfeld physikalisch korrekt gemessen werden muss, und nicht ein beliebiger Mischmasch aus E- und B-Feld. Das B-Feld hat definitiv ein eigenes Ruhesystem, das dadurch definiert ist, dass innerhalb vom B-Feld kein elektrisches Feld auftritt.
Die fahrige Messmethode bei der der Leiter über den Tisch gezogen wird, hat doch nichts mehr mit Physik zu tun. Das von dir ernsthaft ins Auge gefasste Vorgehen beim Messen von Magnetfeldern blamiert ja geradezu die Physik. Magnetfelder sind von Natur aus inhomogen. Wenn man ein solches Feld tatsächlich zuverlässig ausmessen möchte, dann geht das nur im Ruhesystem der Quelle des Magnetfeldes, weil sonst durch die Bewegung des Messgeräts, während der Messung, die räumlich inhomogene Struktur des Magnetfeldes nicht mehr erfasst werden kann.
Was du hier als selbstverständliche Logik anpreist, ist in Wirklichkeit eine Sichtweise die das Gegenteil einer wissenschaftlich korrekten und fundierten Methodik beschreibt.

Noch eine Bemerkung zu der Frage Ladungen, Felder und Ruhesysteme nach meinem Verständnis:


1. Elektrische Ladungen haben in der Tat ein Ruhesystem. In diesem ist auch das von ihnen erzeugte elektrische Feld gegeben. 

2. Elektrische und magnetische Felder haben kein Ruhesystem. Allerdings kann man das von einer bewegten Ladung erzeugte elektrische Feld mit der Lorentz-Transformation in entsprechende elektrische und magnetische Felder transformieren. Auch können sich ändernde elektrische und magnetische Felder wiederum magnetische und elektrische Felder erzeugen.

Gruß
Rudi Knoth

Rudi Knoth schrieb:

Noch eine Bemerkung zu der Frage Ladungen, Felder und Ruhesysteme nach meinem Verständnis:


1. Elektrische Ladungen haben in der Tat ein Ruhesystem. In diesem ist auch das von ihnen erzeugte elektrische Feld gegeben. 

2. Elektrische und magnetische Felder haben kein Ruhesystem. Allerdings kann man das von einer bewegten Ladung erzeugte elektrische Feld mit der Lorentz-Transformation in entsprechende elektrische und magnetische Felder transformieren. Auch können sich ändernde elektrische und magnetische Felder wiederum magnetische und elektrische Felder erzeugen.

 

Ja, das ist die offizielle Standard-Physik Ansicht, die so aber nicht haltbar ist, weil elektrische und magnetische Felder eine Energiedichte enthalten, die nach E=mc² auch einer Massendichte entspricht. Sobald sich Felder bewegen erhalten sie zusätzliche kinetische Energiedichte zu ihrer Ruhe-Energiedichte.
Wenn eine elektrische Ladung durch einen Stoß beschleunigt wird, dann sendet sie einen Strahlungspuls aus. Das Bemerkenswerte dabei ist, dass der Energie- und Impulsinhalt des Strahlungspulses genau dem entspricht, was zum Mitnehmen des Massenäquivalents der Feldenergie notwendig ist.

Ja, das ist die offizielle Standard-Physik Ansicht, die so aber nicht haltbar ist, weil elektrische und magnetische Felder eine Energiedichte enthalten, die nach E=mc² auch einer Massendichte entspricht. Sobald sich Felder bewegen erhalten sie zusätzliche kinetische Energiedichte zu ihrer Ruhe-Energiedichte.

Haben sie denn eine Energiedichte? Magnetfelder üben ja nur auf bewegte Ladungen senkrecht zur Bewegungsrichtung eine Kraft aus. Im Gedankenexperiment von Herrn Gaßner übt das Magnetfeld im Ruhesystem der Testladung keine Kraft aus. 

Überhaupt diskutieren wir her in dem Szenario von stromdurchflossenen Leitern von zueinander bewegten Inertialsystemen.

Wenn eine elektrische Ladung durch einen Stoß beschleunigt wird, dann sendet sie einen Strahlungspuls aus. Das Bemerkenswerte dabei ist, dass der Energie- und Impulsinhalt des Strahlungspulses genau dem entspricht, was zum Mitnehmen des Massenäquivalents der Feldenergie notwendig ist.

Diese Strahlung tritt bei Beschleunigung auf und ergibt für das Teilchen eher einen Energieverlust wie bei der Synchrotronstrahlung. 

Gruß
Rudi Knoth

Wolfgang24-1 schrieb:

Die fahrige Messmethode bei der der Leiter über den Tisch gezogen wird, hat doch nichts mehr mit Physik zu tun. [...] Magnetfelder sind von Natur aus inhomogen.

Nichts als Ausflüchte von dir. Das war zu erwarten. Man fragt sich, warum man in der Physik überhaupt von homogenen Magnetfeldern spricht, wenn das schon die Physik "blamiert". Sorry, aber in meinen Augen bist du es, der sich hier bis auf die Knochen blamiert.

Wie genau oder ungenau man so ein Experiment verwirklichen kann steht auf einem anderen Blatt. Wir sind hier bei der Theorie und Gedankenexperimenten, die ein legitimes Mittel sind. Frage den Experimentalphysiker deines Vertrauens, ob er eine Messung mit signifikantem Ergebnis ∂B/∂t≈0 realisieren kann. Für unmöglich halte ich es nicht. Mit starkem Gleichstrom und entsprechend starkem Magnetfeld sollte sich die gemessene Schwankung des B-Felds in Grenzen halten.

Wolfgang24-1 schrieb:

Wenn man ein solches Feld tatsächlich zuverlässig ausmessen möchte, dann geht das nur im Ruhesystem der Quelle des Magnetfeldes

Die Quelle, soso. Eben war "das" Ruhesystem des Magnetfelds noch das Ruhesystem des Beobachters. So hast du es bestätigt. Im Fall eines im statischen Magnetfeld bewegten Leiters ergibt sich mit E=vxB die Stärke des elektrischen Felds E im Leiter, und v bezieht sich eben auf das Ruhesystem des Beobachters, in dem sich der Leiter mit v bewegt, nicht einfach des Magnetfelds B, auch wenn es im konkreten Fall mit ∂B/∂t≈0 im Ruhesystem des Beobachters statisch wirkt. Es gibt andere Beobachter, für die es ebenfalls statisch wirkt.

Die Quelle eines Magnetfeldes ist das Objekt, durch das das Magnetfeld erzeugt wird.

Beim stromdurchflossenen Leiter wird das Magnetfeld vom Strom erzeugt. Ist der ein Objekt? Wo ruht er denn? Bei den Elektronen? Bei den Leiter-Atomen? Ein Magnetkörper existiert ja nicht, den man als Quelle mit eigenem Ruhesystem ansehen könnte. 

Hier haben wir ein statisches Magnetfeld im Hintergrund (blau) und ein in x-Richtung mit v bewegtes Leiterstück:


Was ist hier nun die Quelle des Magnetfelds? Der Magnetkörper vielleicht. Der kann z.B. eine sehr große magnetische Platte sein, mit dem Leiterstück weit weg von den Rändern. Dann ist das Magnetfeld weitgehend homogen mit ∂B/∂t≈0 am Leiter, oder etwa nicht?

Mit v>0 werden werden gemäß Induktionsgesetz E=vxB die horizontalen Leiterscheinen wie ein Kondensator aufgeladen, wenn kein Spannungsmessgerät angeschlossen ist. v bezieht sich auf die im Laborsystem fix montierten Schienen und, in diesem Fall, auch auf den Magnetkörper als Quelle des Magnetfelds, der ebenfalls im Laborsystem ruht. Einverstanden? Das hoffe ich doch sehr. Oder steigst du hier bereits wieder aus in weiser Voraussicht, was deinem Argument mit der Quelle des Magnetfelds gleich blüht? Wir werden sehen...

Setzen wir jetzt v=0, d.h. das Leiterstück ruht zu den Schienen. Dann geschieht (nach Entladen der Schienen durch den Leiter)... genau nichts. Keine Induktion im Leiter, kein E-Feld, kein Aufladen der Schienen. Der Leiter ruht, der Magnetkörper ruht, und mit ihm auch die Quelle des Magnetfelds. Einverstanden? Das hoffe ich doch sehr.

Jetzt kommt's: Wir bewegen lediglich die Magnetplatte mit -v in x-Richtung (nach links), also den ganzen Magnetkörper, und mit ihm auch die Quelle des statischen Magnetfelds mit ∂B/∂t≈0 am Leiter. Der Magnetkörper ist ja groß genug. Jetzt ist doch der im Labor auf den Schienen ruhende Leiter ganz eindeutig relativ zur Quelle des Magnetfelds (Magnetkörper) mit v bewegt. Nach deiner Aussage ist das "Ruhesystem des Magnetfelds" immer das Ruhesystem seiner Quelle. Wegen v>0 im "Ruhesystem des Magnetfelds" = seiner Quelle sollten also gemäß Induktionsgesetz E=vxB die horizontalen Leiterscheinen wie ein Kondensator aufgeladen werden, genau wie vorher. Aber: Es geschieht genau nichts! Keine Induktion im Leiter, kein E-Feld, kein Aufladen der Schienen. Einverstanden? Das hoffe ich  doch sehr.

Aber sicher kommst du  jetzt wieder mit irgendwelcher Symmetrie von elementaren Dipolen und mit der Unrealisierbarkeit des Experiments in der Praxis. Beides kannst du dir sparen. Diese Ausflüchte kenne ich bereits und sie überzeugen mich nicht.

Langer Rede kurzer Sinn: 
Es gibt auch hier kein einzigartiges "Ruhesystem des Magnetfelds", sondern nur diese:

• das Ruhesystem des Magnetkörpers
• das Ruhesystem des Leiters

Und genau zwischen diesen Systemen entsteht die klassische Induktionsbeschreibung / Lorentz-Kraft-Beschreibung derselben Physik. Dabei bezieht sich v immer auf das Ruhesystem des Beobachters, hier des Labors mit den Leiterschienen, wo der Leiter eben mit v bewegt ist. In den Formeln bezieht sich die Geschwindigkeit v nicht auf ein "Ruhesystem des Magnetfelds" oder seiner Quelle. q.e.d.

Ich sehe schon, ich schreibe viel zu viel zu der eigentlich einfachen Sache. Es liest wohl niemand genau durch. Aber so ist es wenigstens komplett und mehr muss man wirklich nicht sagen. Das meiste ist ohnehin Wiederholung, nur nötig weil wohl schon vorher nicht genau gelesen wurde.

Rudi Knoth schrieb:

Ja, das ist die offizielle Standard-Physik Ansicht, die so aber nicht haltbar ist, weil elektrische und magnetische Felder eine Energiedichte enthalten, die nach E=mc² auch einer Massendichte entspricht. Sobald sich Felder bewegen erhalten sie zusätzliche kinetische Energiedichte zu ihrer Ruhe-Energiedichte.

Haben sie denn eine Energiedichte? Magnetfelder üben ja nur auf bewegte Ladungen senkrecht zur Bewegungsrichtung eine Kraft aus. Im Gedankenexperiment von Herrn Gaßner übt das Magnetfeld im Ruhesystem der Testladung keine Kraft aus. 

Überhaupt diskutieren wir her in dem Szenario von stromdurchflossenen Leitern von zueinander bewegten Inertialsystemen.

 

Die Energiedichte von magnetischen Feldern der Feldstärke H ist µₒH²/2 und von elektrischen Feldern der Feldstärke ℰ ist εₒℰ²/2. Die Frage, ob sich statische elektrische Felder und statische magnetische Felder bewegen oder von ihren Quellen ständig neu projiziert werden, ist für unser Diskussionsthema schon relevant. Wegen ihres Energiegehalts können es sich die Feldquellen nicht leisten, ihre Felder ständig neu zu erschaffen. Sie müssen sie daher mitnehmen, sobald sie bewegt werden. Das was sie bewegt, liefert dann auch gleich die Energie, die die Feldquellen brauchen um ihre Felder überhaupt mitnehmen zu können.
Das Konzept "Mitnahme von Kraftfeldern mit der Bewegung von Feldquellen" liefert Aspekte, die sich von Annahmen in der Standard-Physik grundlegend unterscheiden. Im Kontext dieser Diskussion ist das relevant. Stichwort dazu ist "Liénard-Wichert Potential".

Eclipse4:"Im Fall eines im statischen Magnetfeld bewegten Leiters ergibt sich mit E=vxB die Stärke des elektrischen Felds E im Leiter.

Merkst du denn nicht, dass schon diese harmlos aussehende Bemerkung einen fatalen Widerspruch enthält? In einem Leiter gibt es kein elektrisches Feld, weil dieses sofort einen Strom hervorrufen würde, dessen Wirkung dann das elektrische Feld sehr rasch kompensiert.

Wir sind hier bei der Theorie und Gedankenexperimenten, die ein legitimes Mittel sind. Frage den Experimentalphysiker deines Vertrauens, ob er eine Messung mit signifikantem Ergebnis ∂B/∂t≈0 realisieren kann.

Wo sind wir denn jetzt genau? Sind wir gedanklich bei echten Experimenten, die sich an der Wirklichkeit orientieren, oder bei reinen Hirngespinsten bei denen alles möglich ist?

Beim stromdurchflossenen Leiter wird das Magnetfeld vom Strom erzeugt. Ist der ein Objekt? Wo ruht er denn? Bei den Elektronen? Bei den Leiter-Atomen? Ein Magnetkörper existiert ja nicht, den man als Quelle mit eigenem Ruhesystem ansehen könnte. 

Der stromdurchflossene Leiter ist doch hier das Objekt. Wo der Leiter ruht ist doch jeweils klar. Den gedanklich in Atome und Elektronen zu zerlegen ist einfach naiv und sogar kindisch, weil man damit dem Phänomen "elektrische Leitfähigkeit" in keiner Weise gerecht wird.

Hier haben wir ein statisches Magnetfeld im Hintergrund (blau) und ein in x-Richtung mit v bewegtes Leiterstück: Was ist hier nun die Quelle des Magnetfelds? 

Diese Frage passt doch überhaupt nicht zum präsentierten Kontext. Da könntest du auch nach dem Alter des Experimentators fragen.
Vielleicht möchtest du hier nach der Quelle des elektrischen Feldes fragen. Hier handelt es sich jedoch nicht um ein statisches elektrisches Feld. Es gibt daher auch keine statische Quelle.

Jetzt kommt's: Wir bewegen lediglich die Magnetplatte mit -v in x-Richtung
...
Mit v>0 werden werden gemäß Induktionsgesetz E=vxB die horizontalen Leiterscheinen wie ein Kondensator aufgeladen, wenn kein Spannungsmessgerät angeschlossen ist.

Denk doch mal ein klein wenig weiter. Das ganze Labor, einschließlich aller Objekte darin, ist doch in Bewegung mit den astronomischen Bewegungen der Erde. Die Quellen von allen Magnetfeldern in allen Laboren nehmen doch ihre Felder mit. Wir haben noch niemals ein herumvagabundierendes Magnetfeld irgendwo gefunden, das von seiner Quelle vergessen wurde.
Doch, um auf dein konkretes Experiment einzugehen, es ist klar, dass wenn du die Magnetfeldquelle relativ zu einem Leiter linear bewegst, dann wird im Leiter eine Spannung induziert. Aber das Gesetz ist E=vxB. Bei Schienen, die in v-Richtung orientiert sind, passiert daher nichts, weil nur ein Strom in der Schiene senkrecht zur Schiene induziert werden würde, und der kann nicht fließen. 
Eine Aufladung wie ein Kondensator findet nicht statt, da die Schienen ja nicht den Raum zwischen ihnen bei ihrer Bewegung mitnehmen. Die Schienen bleiben jede für sich.

Ich sehe schon, ich schreibe viel zu viel zu der eigentlich einfachen Sache. Es liest wohl niemand genau durch. Aber so ist es wenigstens komplett und mehr muss auch wirklich nicht mehr sagen. Das meiste ist ohnehin Wiederholung, nur nötig weil wohl schon vorher nicht genau gelesen wurde.

Es ist schon wichtig, den Dingen tatsächlich auf den Grund zu gehen. Sonst bleibt nur der Gedanke zurück, dass die Physiker in ihrer Arroganz unsinnige Dinge annehmen und von der Realität abgekoppelt seien. Aber du solltest einsehen, dass du bei deinem Schienen-Beispiel von völlig falschen Voraussetzungen ausgehst. Wenn du die beiden Schienen mit einem Leiter verbindest und ein Spannungsmessgerät dazwischen schaltest, dann wird tatsächlich eine messbare Spannung in genau diese Verbindung hinein induziert. Aber die Ursache hier ist nicht dass die Schienen aufgeladen werden, sondern lediglich die Induktion in die Leiterverbindung, die senkrecht zu den Feldlinien bewegt wird. Wenn die Verbindung nur mit Schleifkontakten an den Schienen befestigt ist, und nicht mit bewegt wird, dann passiert tatsächlich genau nichts.

Wegen ihres Energiegehalts können es sich die Feldquellen nicht leisten, ihre Felder ständig neu zu erschaffen. Sie müssen sie daher mitnehmen, sobald sie bewegt werden. Das was sie bewegt, liefert dann auch gleich die Energie, die die Feldquellen brauchen um ihre Felder überhaupt mitnehmen zu können.

Was bedeutet denn genau die Formulierung sobald sie bewegt werden? Im Sinne der SRT sind Ladungen in ihrem Ruhesystem nicht bewegt und in dazu bewegten Inertialsystemen bewegt. Allerdings sind dann die entsprechenden Felder in diesem zu den Feldquellen bewegten Inertialsysteme anders als im Ruhesystem. Dies zeigt sich in dem von Herrn Gassner gezeigten Szenario deutlich. Im Ruhesystem des Leiters sind die bewegten Elektronen die Ursache des Magnetfeldes und im Ruhesystem der Testladung die bewegten Atomrümpfe die Ursache des Magnetfeldes. 

Gruß
Rudi Knoth

Wolfgang24-1 schrieb:

Beim stromdurchflossenen Leiter wird das Magnetfeld vom Strom erzeugt. Ist der ein Objekt? Wo ruht er denn? Bei den Elektronen? Bei den Leiter-Atomen? Ein Magnetkörper existiert ja nicht, den man als Quelle mit eigenem Ruhesystem ansehen könnte. 

Der stromdurchflossene Leiter ist doch hier das Objekt. Wo der Leiter ruht ist doch jeweils klar. Den gedanklich in Atome und Elektronen zu zerlegen ist einfach naiv und sogar kindisch

Naja, dass z.B. Josef Gaßners Überlegungen naiv und kindisch sind hast du ja schon angedeutet. Richard Feynmans Überlegungen auch.

Gaßner hat einmal den weisen Rat gegeben, man solle sich nicht persönlich mit einer Idee quasi identifizieren, weil dann jedes stichhaltige Gegenargument wie ein Angriff auf die eigene Person wirkt, gegen den man meint sich verteidigen zu müssen.

Ich fürchte aber, dass es dir so geht. Die eigentlichen Argumente gehen dann leider den Bach runter. Die Erledigung einer wunderschönen Theorie durch eine hässliche Tatsache sollte man in der Wissenschaft schon aushalten können. "Wir irren uns empor" pflegt Harald Lesch zu sagen.

Wolfgang24-1 schrieb:

Was ist hier nun die Quelle des Magnetfelds?

Vielleicht möchtest du hier nach der Quelle des elektrischen Feldes fragen.

Nein. Ich frage nach der Quelle des in der Grafik blau dargestellten Magnetfelds.
Zitat wikipedia dazu: "Die Anordnung befindet sich in einem örtlich und zeitlich konstanten magnetischen Feld mit der Flussdichte B₀."
Ich frage nach der Quelle dieses Felds. Die kann doch nur der Magnetkörper sein.

Wolfgang24-1 schrieb:

Mit v>0 werden werden gemäß Induktionsgesetz E=vxB die horizontalen Leiterscheinen wie ein Kondensator aufgeladen, wenn kein Spannungsmessgerät angeschlossen ist.

Denk doch mal ein klein wenig weiter. Das ganze Labor, einschließlich aller Objekte darin, ist doch in Bewegung mit den astronomischen Bewegungen der Erde. [...]

?? "ein klein wenig weiter"... muss sich jetzt schon das ganze Universum in das simple Experiment einmischen um irgendwie deine Thesen zu stützen? Ernst Mach dreht sich bestimmt voller Freude im Grabe um.

Wolfgang24-1 schrieb:

Doch, um auf dein konkretes Experiment einzugehen, es ist klar, dass wenn du die Magnetfeldquelle relativ zu einem Leiter linear bewegst, dann wird im Leiter eine Spannung induziert. Aber das Gesetz ist E=vxB. Bei Schienen, die in v-Richtung orientiert sind, passiert daher nichts, weil nur ein Strom in der Schiene senkrecht zur Schiene induziert werden würde, und der kann nicht fließen.

Sicher kann er fließen, wenn er im Leiter induziert wird, und zwar durch die Lorentzkraft, in der Grafik nach der Rechte-Hand-Regel (technische Stromrichtung) von der unteren Schiene durch den Leiter zur oberen. Folge: In der unteren Schiene sammeln sich Elektronen. Die Schienen werden aufgeladen.

Zitat wikipedia dazu: "Aus Sicht eines im Laborsystem ruhenden Beobachters ergibt sich im bewegten Leiterstab eine von null verschiedene elektrische Feldstärke. [...] Die beiden Schienen laden sich wie ein Kondensator gegeneinander auf. [...]
Aufgrund der Lorentzkraft verschieben sich die Elektronen so, dass auf der oberen Schiene ein Elektronenmangel und auf der unteren Schiene ein Elektronenüberschuss entsteht."

Fakt ist aber, dass im Leiter keine Spannung induziert wird, wenn nicht der Leiter, sondern nur die Magnetfeldquelle relativ zu einem Leiter linear bewegt wird (vorausgesetzt ∂B/∂t≈0 am Leiter). Nur deswegen fließt dann auch kein Strom im Leiter und die Schienen werden nicht aufgeladen.

Wolfgang24-1 schrieb:

Eine Aufladung wie ein Kondensator findet nicht statt, da die Schienen ja nicht den Raum zwischen ihnen bei ihrer Bewegung mitnehmen.

Es müsste Raum mitgenommen werden? In der klassischen Physik? Tut mir leid, aber solchen Unsinn habe ich bis jetzt nur von Spinnern gehört.

Wolfgang24-1 schrieb:

Aber du solltest einsehen, dass du bei deinem Schienen-Beispiel von völlig falschen Voraussetzungen ausgehst. Wenn du die beiden Schienen mit einem Leiter verbindest und ein Spannungsmessgerät dazwischen schaltest, dann wird tatsächlich eine messbare Spannung in genau diese Verbindung hinein induziert. Aber die Ursache hier ist nicht dass die Schienen aufgeladen werden, sondern lediglich die Induktion in die Leiterverbindung, die senkrecht zu den Feldlinien bewegt wird.

Du solltest mein Schienen-Beispiel nochmal lesen und einsehen, dass du es bis jetzt gar nicht verstanden hast.

Ich schrieb, dass die Schienen aufgeladen werden, wenn kein Spannungsmessgerät dazwischen geschaltet ist und während der Leiter relativ zu den Schienen bewegt wird. Es gibt dann nur die beiden Schienen und den Leiter, der sie orthogonal überbrückt. Aber selbst mit Spannungsmessgerät werden sie aufgeladen, was das Gerät dann auch beweist. Zitat wikipedia dazu: "Wird der Leiterstab bewegt, zeigt das Messgerät die Spannung U=vLB₀ an. [...] Das Feldlinienbild zeigt ein reines Quellenfeld, d. h. ein elektrostatisches Feld."