Exphys1_Quiz10

Ein Feld

• ist eine physikalische Größe, die zu jedem Zeitpunkt an jedem Ort definiert ist

• kann skalar oder vektoriell sein

• kann für einen Ort und einen Zeitpunkt nur eine Zahl definieren

• kann an einem Ort nur für einen Zeitpunkt einen Vektor festlegen

Beispiele für skalare Felder sind

• Temperaturfeld

• Massendichte(feld)

• Geschwindigkeitsfeld

• Topologie der Erdoberfläche

• Elektrisches Feld

Beispiele für Vektorfelder sind

• Teilchenstromdichte(feld)

• Teilchendichte(feld)

• Magnetfeld

• Beschleunigungsfeld

• Luftdruck(feld)

Der Gradient

• eines skalaren Feldes ist ein skalares Feld

• eines skalaren Feldes ist ein Vektorfeld

• 

Der Teilchenstrom

• ist die Anzahl der Teilchen die pro Zeiteinheit durch eine (beliebig geformte) Fläche durchtreten I_at = dN/dt

• ist die Anzahl der Teilchen die pro Zeiteinheit durch eine Fläche durchtreten, normiert auf die Größe der Fläche I_at = 1/A*dN/dt

• hat die Einheit [1/s] oder [at/s] (Atome pro Sekunde)

• hat die Einheit [1/m²s] oder [at/m²s] (Atome pro Quadratmeter und Sekunde)

• wird bei konstantem Teilchenstrom (betragsmäßig) kleiner, wenn die (Querschnitts-)Fläche kleiner wird

Der Teilchenstrom

• durch eine Fläche, die parallel zur Strömungsrichtung ist, ist Null

Der Teilchenstrom durch eine geschlossene Fläche (g. Fl.)

• ist abhängig vom Volumen der eingeschlossenen Fläche

Aus dN/dt = const. und für konstante Teilchendichte n = const. lassen sich folgende Abhängigkeiten ableiten (Fließrichtung ist x-Richtung)

Das Strömungsfeld einer Punktquelle (Teilchen werden erzeugt)

• ist radial nach außen gerichtet

• steht tangential zur Kugeloberfläche mit Radius r, die 2πr² groß ist