Diskussion:Feldstärke/Archiv/1

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- 2007 -

Skalare Felder

Hallo Jah,

(1) bis zu deiner Neufassung im Mai 07 hieß es in der Einleitung dieses Artikels, dass viele, aber nicht alle Felder Vektorfelder sind. Bei dir gibt es anscheinend nur noch Vektorfelder. Erklär bitte mal.

Dies ist ein Artikel über die Feldstärke und nicht über Felder allgemein. Skalare Felder können keine Kraft ausüben und haben deshalb keine Feldstärke.--Jah 17:12, 9. Okt. 2007 (CEST)

(2) Deine Version ist ziemlich fachphysikalisch und oma-unfreundlich. WP soll eine allgemein nutzbare Enzyklopädie sein und kein Doktorandenseminar. Z. B.: wenn man schon ausschließlich von Vektorfeldern schreibt, könnte man wenigstens auf ihre Versanschaulichung durch Feldlinien hinweisen... --UvM 10:44, 9. Okt. 2007 (CEST)

Anschaulichkeit sollte eigentlich schon durch die vielen Beispiele erreicht werden. Ein klein wenig abstrakt sind allenfalls die beiden ersten Sätze, aber da sind die relevanten Begriffe verlinkt. Einen Link auf Feldlinien habe ich jetzt ergänzt. (Und nein, der Artikel dreht sich nicht ausschließlich um Vektorfelder, sondern auch um Tensorfelder. Sollen wir das lieber entfernen, damit Omi keinen Nervenzusammenbruch bekommt?)--Jah 17:12, 9. Okt. 2007 (CEST)

- 2010 -

Einleitung

Die Formulierung "---auf einen Testkörper eine Kraft ausüben." setzt voraus, dass diese Kraft außerhalb des Testkörpers existiert. Das bedeutet im konkreten Fall, dass bereits das Feld allein diese Kraft besitzten müsste. Diese Vorstellung steht im Widerspruch zur Erfahrung. Die Erfahrung, dass die Kraft F erst in Verbindung mit der Ladung des Testobjektes entsteht, hat bereits Newton unzweideutig in seiner Gleichung F = mg formuliert. Wir haben bis heute noch keine andere Erfahrung gemacht. Das Feld allein besitzt nur die Stärke g. --Wernidoro 20:25, 3. Sep. 2010 (CEST)

Bitte erläutere, inwiefern eine Kraft „erzeugt“ (= hergestellt) werden kann. --A.Hellwig 20:34, 3. Sep. 2010 (CEST)

Moin. Das Feld allein hat keine Kraft (im Sinne der klass. Mechanik). Die Kraft, die wir messen, wenn eine Unterlage bzw. eine Aufhängung unser Testobjekt am Fallen hindert, entsteht offensichtlich erst in Verbindung mit der Masse m (Ladung) unseres Testobjektes. Wie sie entsteht und welche "Mechanismen" hier wirken, wissen wir nicht. Wir wissen aber auch nicht, wie eine Masse M es anstellt, ein Gravitationsfeld zu erzeugen bzw. den sie umgebenden Raum zu krümmen. Wenn unser Testobjekt fällt, ist es kräftefrei. In diesem Fall existiert keine Kraft, die wir messen könnten. Insofern ist die Annahme, dass eine Kraft das Fallen unseres Messobjektes verursacht, eine verzichtbare Hypothese. Deshalb verzichten moderne nichtmechanische Gravitationstheorien auf diese Annahme. Die Entstehung, das Wirken und die Ausbreitung der Gravitation kann uns, zumindest soweit es mir bekannt ist, bisher keine Theorie auf überzeugende Weise erklären. Trotzdem können wir, vor allem Dank Newton und Einsteins SRT, ganz gut mit dem, was wir über die Erscheinungen der Gravitation wissen, umgehen und rechnen. --Wernidoro 08:33, 4. Sep. 2010 (CEST)

Damit hast du ja Recht, Wernidoro. Aber die Unterscheidung, die du hier machst, ist (1) für eine WP-Artikel-Einleitung schon sehr philosophisch-abstrakt und (2) imho auch gesucht und nicht zwingend. Dass die Kraft "ausgeübt" wird, erfordert doch gar nicht, dass sie auch ohne den Testkörper irgendwie existiert; sie "entsteht" meinetwegen erst durch dessen Anwesenheit, aber wie das vor sich geht, wissen wir sowieso nicht, wie du ja auch schreibst, und sollten deshalb Oma nicht durch Erwähnung dieses Vorgangs unnötig verwirren. Das Verb "ausüben" ist eher aus einem anderen Grund bedenklich: es suggeriert ein aktives "Handeln" des Feldes. Das ist es natürlich nicht. Aber "ausüben" (nach meiner Erinnerung eine bewährte Lehrbuchformulierung) hat den großen Vorteil, anschaulich zu sein, also eine klare und zutreffende (wenn auch anthropomorphe) Vorstellung des beobachtbaren Geschehens beim Leser hervorzurufen. Deshalb würde ich gerne dabei bleiben. Gruß, UvM 13:01, 4. Sep. 2010 (CEST)

Das Feld übt Kräft nicht aus, generiert sie auch nicht, sondern beschreibt sie. – Rainald62 17:00, 4. Sep. 2010 (CEST)

Moin. In der Einleitung wird die Feldstärke g verbal als "Kraft pro Ladung" definiert. Im "Beispiel Gravitation" steht die Gleichung g = GM/r² als formale Definition. Müßte hier nicht, um Übereinstimmung mit der verbalen Definition in der Einleitung zu erhalten, die Gleichung g = K/m stehen? --Wernidoro 20:26, 8. Sep. 2010 (CEST)

- 2011 -

Editstreit BKL

Also mir kommen die letzten Edits von pewa hier irgendwie richtig vor ... --Itu 20:01, 9. Jan. 2011 (CET)

Im folgenden Thread habe ich den auf der QS-Physik angekündigte Artikelentwurf eingestellt. Verbesserungsvorschläge sind willkommen.-- Belsazar 21:03, 14. Jan. 2011 (CET)

Anmerkungen von Kein Einstein

Einleitung: Ich fände einen Absatz vor "Die räumliche Verteilung..." gut, um den omA nicht völlig zu erschlagen
Insgesamt mehr Unfachwörter wie etwa "äußeren Quelltermen"... auch bei der Operationale Definition der Feldstärke könnte man evtl. eine Brücke bauen: „Die operationale Definition (und damit die praktische Messvorschrift) der Feldstärke basiert auf der Kraftwirkung, die das Feld auf einen Probekörper ausübt.“

Hauptartikelverweise mit Vorlage:

→ Hauptartikel: Elektrische Feldstärke

→ Hauptartikel: Magnetische Flussdichte und Magnetische Feldstärke

→ Hauptartikel: Gravitation

→ Hauptartikel: Eichtheorie

Warum nicht einfach als Bruch? ${\vec {E}}={\frac {\vec {F}}{Q}}$.
Beim Magnetfeld einen analogen Absatz wie beim elektrischen Feld zur Oberstufen-Definition von B: ${\vec {B}}={\frac {\vec {F}}{I\cdot l}}$ (stromdurchflossener Leiter der Länge l) und auch analog die Einheit.
Bei der Gravitationsfeldstärke eine Anmerkung, was diese Feldstärke mit der Fallbeschleunigung g zu tun hat.

Insgesamt finde ich deinen Entwurf prima. Gruß, Kein Einstein 21:46, 16. Jan. 2011 (CET)

Ergänzung. Auch wenn ein hilfreicher Geist offensichtlich die Links auf Feldstärke bereits umgebogen (im Sinne von: schärfer gezielt) hat: Mir fiel vor einigen Wochen auf, dass viele Verweise aus dem Bereich der Antennentechnik auf den Artikel Feldstärke gingen. Ist diese Bedeutung nicht auch erwähnenswert? Kein Einstein 22:05, 16. Jan. 2011 (CET)

Danke für die Rückmeldungen. Ich habe die Punkte teilweise umgesetzt. Den Rest schaue ich mir später an, evtl. am nächsten Wochenende, ansonsten, wenn Du selber magst, nur zu. Grüße -- Belsazar 23:11, 16. Jan. 2011 (CET)

Anmerkunken von -<)kmk(>-

Hallo Belsazar.
Gestern, als ich einen ersten Blick auf den Entwurf geworfen habe, hätte ich noch angeregt, dass der Text noch die übliche formale Struktur mit Absätzen und Zwischenüberschriften braucht. Das hat sich inzwischen offensichtlich erledigt. In der jetzigen Version erscheint mir der Entwurf gut genug für den Artikel-Namensraum. Er ist inhaltlich erheblich gehaltvoller und vor allem ohne die Definitionsprobleme die Anlass für die QS waren. Wenn der Artikel nicht gesperrt wäre, würde ich Dich auffordern, die Not-BKL durch den Entwurf zu ersetzen. Da man den Äußerungen von Pewa in den Physik-QS ebenfalls Zustimmung zu einem Artikel mit Verweis auf die Eichtheorie entnehmen kann, frage ich auf WP:AA nach vorzeitiger Entsperrung.---<)kmk(>- 22:43, 16. Jan. 2011 (CET)

Ich habe hier mitgelesen. Da offenbar eine Einigung da ist, habe ich den Artikel freigegeben. Schön dass es geklappt hat und natürlich ein besonderer Dank an Belsazar. Viele Grüße --Orci Disk 22:49, 16. Jan. 2011 (CET)

Noch ein paar kleinere Anmerkungen (zusätzlich zu denen von Kein Einstein):

1. Im ersten Satz würde ich die nachgeschobene Erklärung weglassen, was denn die Grundkräfte sind. Im Haupttext ist so eine Bequemlichkeitsredundanz akzeptabel. Die Einleitung und erst recht der erste Satz sollte dagegen lieber kurz und knackig sein.
2. Bei der Anmerkung zum Effektivwert sollte ein Link zu EMV-Prüfung untergebracht sein, weil dies der Bereich ist, in dem besonders häufig der Effektivwert gemeint ist.
3. Bei den Beispielen zur operationalen Definition sollte immer angegeben werden was jeweils konkret als Probekörper gewählt ist.
4. Bei der operationalen Definition vermisse ich einen Hinweis auf die Normierung, die sich dadurch ergibt, dass man durch die Masse, oder die Ladung des Probekörpers teilt. Anders gesagt, der Probekörper muss nicht unbedingt eine Einheitsladung haben. Vielmehr sollte die Ladung klein gegenüber den Quellen des betrachteten Felds sein.
5. Die unterschiedlichen Arten, wie die Einheiten der magnetischen Flussdichte dargestellt werdnben können, sind im entsprechenden Hauptartikel gut abgedeckt. Das muss hier nicht wiederholt werden. Ein Gleichheitszeichen genügt.
6. Der elektromagnetischen Feldstärketensor sollte auch als Fomelzeichen auftauchen. Der OmA-Leser weiß mit dem ausgschriebenen Begriff genauso wenig anzufangen. Aber etwas Eingeweihte erkennen das Formelzeichen leichter wieder als die Worte.
7. Bei der letzten Überschrift würde ich bevorzugen: Die Feldstärke als Krümmung eines Eichpotentials. Das ist konkreter und nimmt Bezug auf die Formulierung in der Einleitung. Außerdem vermeidet es den schwammigen Begriff "modern".
8. Im Kapitel über die Feldstärke als Krümmung von Eichpotentialen vermisse ich de Aussage, dass man für das elektrische Feld und die Gravitation zu denselben Größen gelangt.
9. Ist die Farbladung die passende Ladung für einen Probekörper für eine operationelle Definition der Feldstärke der starken WW?
10. Eine Aussage dazu, was man sich unter der Feldstärke der schwachen WW vorstellen könnte, wäre wünschenswert -- falls es da etwas sinnvolles vorzustellen gibt.

---<)kmk(>- 00:47, 17. Jan. 2011 (CET)

Hallo kmk, danke für die Rückmeldung. Kurze Rückfrage zu den Punkten 3, 4 und 8:

• Zu 3.) Was meinst Du mit "was jeweils konkret als Probekörper gewählt ist"? Dass der Körper eine Ladung bzw. Masse hat, geht ja aus dem jeweiligen Definitionssatz hervor. Welche weitere Information über den Probekörper sollte da noch genannt werden?
• Zu 4.) "Probeladung sollte klein gegenüber den Quellen des betrachteten Felds sein". Ist das ein praktischer oder ein prinzipieller Punkt?
• Zu 8.) Den Punkt habe ich nicht verstanden.-- Belsazar 23:22, 17. Jan. 2011 (CET)

Hallo Belsazar.

Zu 3). Irgendwie habe ich es geschafft, die entsprechenden Bemerkungen im Fließtext zu überlesen. Vielleicht, weil ich nach einem mit <math> gesetztem $Q$ geschaut habe und der Buchstabe im Artikeltext als normaler Buchstabe gesetzt ist. Als weitere Information zur operationalen Definition würde ich mir wünschen, dass die Kraft auf den Probekörper durch seine Ladung normiert wird. Dadurch geht die konkrete Ladung des Probekörpers nicht in den Wert der Feldstärke ein.

Zu 4) Das ist ein prinzipieller Punkt. Genauer formuliert: Der Probekörper sollte so beschaffen sein, dass er sich in Bezug auf die Kraft wie ein punktförmiger Körper verhält. Im allgemeinen Fall ist das gleichbedeutend damit, dass der Probekörper vernachlässigbare Ausdehnung hat. Für den Fall, dass das betrachtet Feld einem 1/r-Potential entspricht, gibt es zusätzlich die Möglichkeit dass der Probekörper radialsymmetrisch ist.

Zu 8) Ich würde gerne dargestellt sehen, dass sich und wie sich die operationale Definition und die Definition über ein Eichpotential vertragen.

---<)kmk(>- 00:53, 21. Jan. 2011 (CET)

Zu 2.) Im Funkbereich wird wohl manchmal unüberlegt 'Feldstärke' verwendet für das skalare Feld der Signalstärke im Empfänger in Abhängigkeit von dessen Position oder Umweltbedingungen. Zudem gehen nicht nur Funker etwas lax mit der Unterscheidung von Leistung und Feldstärke um (bei Verwendung von dB-Skalen ist es unerheblich), was darin gipfelt, dass in RFID "die Feldstärke quadratisch mit der Entfernung abnimmt", aua.

Zu 3.) Meint er für B die Alternativen Monopol versus Leiterelement?

Zu 4.) Auch 'praktisch' irrt er. Es geht um das Vermeiden von a) Rückwirkungen auf die Quellen, eine Frage von Suszeptibilitäten, und b) Wechselwirkungen anderer Art (aus gutem Grund ist bei der Messung von G mit dem Torsionspendel m zwar < M, aber nicht << M).

Gruß – Rainald62 20:11, 18. Jan. 2011 (CET)

Zu 2) Im Bereich EMV ist nicht nur manchmal mit der Bezeichnung "Feldstärke" der Effektivwert gemeint. Suche nach "Feldstärke Messgerät" und Du wirst mühe haben ein Gerät zu finden, das unter dieser Bezeichnung nicht den Effektivwert misst.

Zu 3) Nein, meint er nicht.

Zu 4) Die Ausdehnung des Probekörpers hat einen Einfluss -- nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch.

---<)kmk(>- 06:52, 31. Jan. 2011 (CET)

Zu 3 und 4) Hättest Du meinen Beitrag nicht mit deiner Antwort auf Belsazar nach unten verschoben, wäre dir wohl aufgefallen, dass Du deine Punkte 3 und 4 bereits präzisiert hattest. Aber wenn Du das unbedingt nochmal aufgreifen willst: Da 'Feldstärke' für Felder verwendet wird, die ein 1/r Potential haben, ist lediglich die Einschränkung auf Kugelsymmetrie relevant.

Zu 2) Die meisten Feldstärke-Messgeräte liefern keine vektorielle Information, sondern eine skalare, meist in dB. Manchmal verwendet man das Wort Feldstärke für die skalare Information. Von Effektivwert oder nicht hatte ich nichts geschrieben. – Rainald62 11:33, 31. Jan. 2011 (CET)

Zu 2) In der Energietechnik ist mit "Spannung" fast immer der Effektivwert einer Spannung gemeint. Das ist keine neue Definition des Begriffs "Spannung", sondern ein unproblematischer verkürzter Ausdruck, weil ohnehin jeder weiß (oder wissen sollte), dass der "Effektivwert der Spannung" gemeint ist. Der "Effektivwert" ist nur einer von mindestens einem halben Dutzend Kennwerten für zeitveränderliche Größen, die man immer dann verwenden kann, wenn es ausreichend ist, nicht den exakten zeitlichen Verlauf einer Größe zu betrachten, sondern nur einen einfach messbaren Kennwert der zeitveränderlichen Größe. Das wäre ein Thema für einen Artikel Kennwerte zeitveränderlicher Größen aber nicht für einen Grundlagenartikel über den physikalischen Begriff Feldstärke. -- Pewa 12:43, 31. Jan. 2011 (CET)

Anmerkungen von Pewa

Zuerst einmal vielen Dank an Belsazar, dafür dass er sich auch so sehr um die Erhaltung und den Ausbau dieses Artikels bemüht hat, insbesondere für das Recherchieren und Formulieren der neueren Interpretationen des Begriffs. Zur Zeit sehe ich sogar ein gewisses Übergewicht der neueren Theorien. Es sollte noch vergleichbar dargestellt werden, dass die Feldstärke schon viel früher eine zentrale Rolle bei der Entwicklung der klassischen Feldtheorie gespielt hat.

Die Einleitung braucht noch etwas Feinschliff. Ich würde da mit der klassischen Darstellung anfangen und OmA nicht gleich im zweiten Satz mit der "Krümmung eines Eichpotentials" ratlos zurücklassen. "Manche einführenden Texte" sollte wohl auch durch "klassische Theorie" ersetzt werden.

Der Betrag und der Effektivwert haben in diesem Artikel gar nichts zu suchen. Es ist banal, dass man bei fast allen elektrischen und magnetischen Größen in den entsprechenden Zusammenhängen z.B. den Effektivwert, die Amplitude, den Mittelwert, etc. vereinfachend mit dem Namen der Größe bezeichnet. Dann müsste man erst einmal erklären, dass die Feldstärken periodisch ihren Wert und ihre Richtung ändern können und dass sie anhand einer möglicherweise durch sie erbrachten Leistung bewertet werden können, etc. etc. Wo und wann man welche Kennwerte für zeitveränderliche Größen verwendet, gehört hier alles nicht zum Thema.

Vielleicht sollte man noch die Feldstärke elektromagnetischer Strahlung separat aufführen, bei der es meistens ausreichend ist, nur die elektrische oder magnetische Feldstärke zu betrachten. -- Pewa 18:10, 17. Jan. 2011 (CET)

Hallo Pewa, ebenfalls Danke für die Rückmeldung, für eine Antwort / Bearbeitung langt es heute nicht mehr, evtl. am Wochenende.-- Belsazar 23:22, 17. Jan. 2011 (CET)

@Pewa: Dein letzter Wunsch ist schwierig zu erfüllen. Falls man knapp formuliert ("Das Verhältnis von E und B ist c"), wird es leicht falsch oder nur für Eingeweihte verständlich, wenn ausführlich, dann gehört es nicht hierher. Was ist eigentlich "die Feldstärke" einer elliptisch polarisierten Welle?

@alle: Soweit nicht gegenteilig angemerkt stimme ich allen bisherigen Anmerkungen zu. – Rainald62 20:32, 18. Jan. 2011 (CET)

An dieser Stelle sehe ich keine Notwendigkeit, auf die Darstellung spezieller Wellen einzugehen. Es könnte eine allgemeine Aussage ausreichend sein, dass in einer elektromagnetischen Welle jedem Raumpunkt zu jedem Zeitpunkt eine elektrische und eine magnetische Feldstärke zugeordnet sind, die einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. -- Pewa 15:04, 20. Jan. 2011 (CET)

Ja, eine allgemeine Aussage muss hier reichen. Es ist aber wenig, was allgemein gilt. Obiges Verhältnis ist in Medien abhängig von der Frequenz, manchmal auch von der Richtung der Welle, von der Polarisation oder gar von der Amplitude. – Rainald62 20:20, 31. Jan. 2011 (CET)

Artikelentwurf

Die Feldstärke ist eine Feldgröße in Feldtheorien, die zur Beschreibung der vier Grundkräfte der Physik, also der elektromagnetischen Wechselwirkung, der schwachen und der starken Wechselwirkung sowie der Gravitationskraft verwendet wird. In der theoretischen Physik ist die Feldstärke als die Krümmung eines Eichpotentials definiert. Manche einführenden Texte definieren die elektrische Feldstärke und die Gravitationsfeldstärke in anschaulicherer, allerdings nicht allgemeingültiger Form über die Kraftwirkung, die die Feldstärke auf einen Probekörper hat. Die räumliche Verteilung und die zeitliche Entwicklung der Feldstärke ergibt sich aus Feldgleichungen, die den Zusammenhang zwischen Feldstärke, Wechselwirkungen innerhalb des betrachteten physikalischen Systems und äußeren Quelltermen, wie z.B. Ladungen, Strömen oder Massen, abbilden. In klassischen Feldtheorien werden Feldstärken mathematisch durch Vektoren beziehungsweise Tensoren oder allgemeiner durch Differentialformen beschrieben. Gelegentlich wird auch der Betrag oder -speziell zur Charakterisierung elektrischer Wechselfelder- der Effektivwert eines Feldstärkevektors als Feldstärke bezeichnet. In Quantenfeldtheorien werden Feldstärken als quantenmechanische Observablen behandelt und daher als Operatoren dargestellt. (nicht signierter Beitrag von Belsazar (Diskussion | Beiträge) 21:00, 14. Jan. 2011 (CET))

Operationale Definition der Feldstärke

Die operationale Definition der Feldstärke basiert auf der Kraftwirkung, die das Feld auf einen Probekörper ausübt. Die Feldstärken der schwachen und der starken Wechselwirkung sind keine direkt messbaren Größen, daher gibt es für sie keine operationale Definition.

Elektrische Feldstärke

Feldstärkevektoren eines elektrischen Feldes an ausgewählten Punkten. Die Vektoren zeigen weg von der positiven Ladung (rot), hin zur negativen Ladung (grün). Ihre Länge ist ein Maß für die lokale Feldstärke.

→ Hauptartikel: Elektrische Feldstärke

Trägt ein ruhender Körper die Ladung Q und erfährt eine elektrische Kraft ${\vec {F}}$, dann herrscht an dieser Stelle die elektrische Feldstärke

${\vec {E}}={\frac {\vec {F}}{Q}}$.

Die Einheit der elektrischen Feldstärke kann in Newton ($\mathrm {N}$) pro Coulomb oder in Volt ($\mathrm {V}$) pro Meter ($\mathrm {m}$) angegeben werden:

$[E]=\mathrm {{\frac {N}{C}}={\frac {V}{m}}}$

Magnetfeld

→ Hauptartikel: Magnetische Flussdichte und Magnetische Feldstärke

Die Bezeichnung der vektoriellen magnetischen Feldgrößen ist historisch bedingt nicht konsistent zur ansonsten durchgängigen Verwendung des Begriffes Feldstärke. Das magnetische Analogon zur elektrischen Feldstärke ${\vec {E}}$ ist nicht die magnetische Feldstärke ${\vec {H}}$, sondern die als magnetische Flussdichte bezeichnete Größe ${\vec {B}}$. Daher sind in dem elektromagnetischen Feldstärketensor physikalisch sinnvoll, aber sprachlich inkonsequent die elektrische Feldstärke ${\vec {E}}$ und die magnetische Flussdichte ${\vec {B}}$ als physikalische Größen zusammengefasst. Einige Autoren weichen auch von der IUPAP-Empfehlung ab und verwenden für ${\vec {B}}$ den Begriff „magnetische Feldstärke“.

Die magnetische Flussdichte ${\vec {B}}$ ist durch die Lorentzkraft ${\vec {F}}$ definiert, die eine Ladung Q erfährt, die sich mit der Geschwindigkeit ${\vec {v}}$ in einem Magnetfeld bewegt:

${\vec {F}}=Q\left({\vec {v}}\times {\vec {B}}\right).$

Die SI-Einheit von ${\vec {B}}$ ist das Tesla mit dem Einheitenzeichen T:

$\left[B\right]=1\,{\mathrm {kg} \over \mathrm {As^{2}} }=1\,{\mathrm {N} \over \mathrm {Am} }=1\,{\mathrm {Nm} \over \mathrm {Am^{2}} }=1\,{\mathrm {J} \over \mathrm {Am^{2}} }=1\,{\mathrm {Ws} \over \mathrm {Am^{2}} }=1\,{\mathrm {Vs} \over \mathrm {m^{2}} }=1\,\mathrm {T}$

Gravitationsfeldstärke

→ Hauptartikel: Gravitation

Die Gravitationsfeldstärke ${\vec {g}}$ ist die Kraft ${\vec {F}}$, die ein Probekörper in einem Gravitationsfeld erfährt, geteilt durch die Masse $m_{P}$ des Probekörpers:

${\vec {g}}={\frac {1}{m_{P}}}{\vec {F}}$

Die Einheit der Gravitationsfeldstärke kann als Beschleunigung in Meter ($\mathrm {m}$) pro Sekunde zum Quadrat ($\mathrm {s^{2}}$) oder als Kraft pro Masse in Newton ($\mathrm {N}$) pro Kilogramm ($\mathrm {kg}$) angegeben werden:

$[g]=\mathrm {{\frac {m}{s^{2}}}={\frac {N}{kg}}}$

Die Feldstärke in modernen Feldtheorien

→ Hauptartikel: Eichtheorie

In modernen Feldtheorien, wie z.B. der Yang-Mills-Theorie, wird die Feldstärke nicht operational definiert, sondern mathematisch aus den Grundgleichungen der Theorie abgeleitet. In diesen Theorien ist die Feldstärke als die Krümmung eines Eichpotentials definiert. Durch diese Definition ist die Feldstärke bei gegebenem Eichpotential eindeutig bestimmt. Die umgekehrte Zuordnung von der Feldstärke zum Eichpotential ist hingegen nicht eindeutig, die Wirkung und die Feldstärke sind invariant unter Eichtransformationen des Eichpotentials.

Da die elektomagnetische Feldstärke und die Gravitatitionsfeldstärke direkt messbar sind, wurde bis in die 1960er Jahre die Feldstärke als die physikalisch relevanteste Feldgröße angesehen. Heute betrachten aber viele Feldtheoretiker das Eichpotential gegenüber der Feldstärke als die fundamentalere Größe. Ein Grund dafür sind physikalische Effekte wie der Aharonov-Bohm-Effekt, der sich nur durch das magnetische Vektorpotential und nicht durch den Feldstärketensor beschreiben lässt. Auch äußern sich die für die Formulierung der Eichtheorien grundlegenden Eichsymmetrien nur auf Ebene der Eichpotentiale und nicht auf Ebene der Feldstärke.

Literatur

• F. Scheck, Theoretische Physik 3: Klassische Feldtheorie. Von der Elektrodynamik zu den Eichtheorien. 2. Auflage, Springer, Berlin, 2005, ISBN 3-540-42276-5, ISBN 978-3-540-23145-5.
• M. Burgess, Classical Covariant Fields, Cambridge University Press, 2002, ISBN 0521813638.

Gilt für den gesamten Entwurf: (nicht signierter Beitrag von Belsazar (Diskussion | Beiträge), hauptsächlich: 21:00, 14. Jan. 2011 (CET))

Einheit der Gravitationsfeldstärke

Eine Einheit kann grundsätzlich nicht als "Beschleunigung" angegeben werden, sondern nur als m/s² usw. --84.139.202.54 13:29, 9. Okt. 2011 (CEST)

Der Fehler liegt beim "als" (hier zweimal). Vorschlag: Die Einheit ... kann, wie bei jeder anderen Beschleunigung, in m/s² oder, bei Interpretation als Kraftfeld, in N/kg angegeben werden. – Rainald62 16:49, 9. Okt. 2011 (CEST)

Ja. Vorschlag 2: Die Gravitationsfeldstärke kann in der Einheit der Beschleunigung, --- weiter wie Vorschlag 1.--84.139.202.54 17:35, 9. Okt. 2011 (CEST)

Pro Rainald, damit der Anklang an den oberen Abschnitt - der auch mit "Die Einheit..." beginnt - schön bleibt. Ich finde es gut, dass du zur Abwechslung mal früh die Disk gefunden hast. Kein_Einstein 20:16, 9. Okt. 2011 (CEST)

Gravitationsfeldstärke

Wo ist die Gravitationsfeldstärke sonst noch als "die Kraft ---" definiert? --84.139.218.253 19:50, 12. Okt. 2011 (CEST)

1. Bitte zitiere richtig: „...ist die Kraft ${\vec {F}}$, die ein Probekörper in einem Gravitationsfeld erfährt, geteilt durch die Masse...“
2. Zu deiner Ausdrucksweise „die Kraft ${\vec {F}}$, mit der ein Probekörper in einem Gravitationsfel am freien Fall gehindert wird“ hatten wir bereits meterlange Diskussionen - versuche es bitte nicht schon wieder. Du hast damals hier niemanden überzeugt und ohne jedes Argument wird das auch jetzt nichts.

Kein_Einstein 20:02, 12. Okt. 2011 (CEST)

Hier geht es um die Gravitationsfeldstärke - eine Größe aus der klass. Feldtheorie der Gravitation. In der "alten" klass.-mechanischen Gravitationstheorie kommt diese Größe nicht vor. Nach der Feldtheorie wirkt das Feld unmittelbar auf den Probekörper und nicht über eine klassisch-mechanisch definierte Kraft. Beide Theorien sollten hier nicht miteinander "vermischt" werden. --84.139.188.210 18:06, 13. Okt. 2011 (CEST)

Du veränderst hier Formulierungen, die durch eine Quelle belegt sind? Das geht nicht, in der Quelle heißt es schließlich "Kraft auf eine Probemasse". Kein_Einstein 18:29, 13. Okt. 2011 (CEST)

Falls Gerthsen tatsächlich nicht zwischen den beiden o.g. Gravitationstheorien unterscheidet und Gravitationsfeldstärke und Schwerebeschleunigung für dasselbe hält, empfiehlt es sich wohl in diesem Zusammenhang (nur hier) einmal über die Quelle nachzudenken. Eindeutige Fehler muss die WP doch sicher nicht kritiklos übernehmen. --84.139.188.210 19:03, 13. Okt. 2011 (CEST)

Ich habe keine Lust, nochmals die ellenlangen Diskussionen wiederzukäuen, in denen dir hier viele Physiker erläutert haben, dass deine Sprachregelung jenseits des Konsens der etablierten Fachbücher ist. Lies dir das bitte nochmals durch und schiebe nicht einen Fachbuchklassiker als eindeutig falsch zur Seite. Kein_Einstein 20:17, 13. Okt. 2011 (CEST)

Nicht den Fachbuchklassiker gänzlich, sondern allein die o.g. Details. Gehts auch sachlich? --84.139.188.210 20:34, 13. Okt. 2011 (CEST)

Es fällt mir, wie du merkst, zunehmend schwer, sachlich zu bleiben. Deine Edits hier haben sicher genügend Fachkollegen bemerkt, bei Bedarf kannst du auch auf der Physik-QS-Seite oder der WP:3M weitere Aufmerksamkeit erregen. Falls ich hier falsch liege, dürfen mich andere Autoren gerne korrigieren. Aber angesichts der langen und fruchtlosen Diskussionen mit dir bin ich ohne echte Argumente (und eben stichhaltigere als bisher, du stehst alleine gegen die Physik-Redaktion und Fachbücher) nicht bereit, hier weiter deiner Mission zuzusehen. Kein_Einstein 20:50, 13. Okt. 2011 (CEST)

Gravitationsfeldstärke ist eine Größe aus der Feldtheorie der Gravitation. Im Rahmen dieser Theorie ist sie definiert und nicht in der klassisch-mechanischen Theorie. Versuchs mal selbst. --84.139.188.210 21:30, 13. Okt. 2011 (CEST)

Die Theorie des Gravitationsfelds ist älter als die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie, oder was meinst du mit der "klassisch-mechanischen Theorie"? Eine Liste mit Quellen aus dem 19. Jahrhundert gibt es hier. -- Pewa 07:06, 3. Jan. 2012 (CET)

Nun habe ich mir die Gravitationsfeldstärke bei Gerthsen einmal angesehen. Wird das tatsächlich so gelehrt? Wenn ich die Darstellung richtig verstanden habe, dann geht Gerthsen von der klass.-mech. Gravitationstheorie aus und leitet über die mechanisch definierte Kraft, die Gravitationsfeldstärke her. Macht er das mit der ART genauso?

Bisher bin ich immer davon ausgegangen, dass nach unseren Vorstellungen von der Feldtheorie der Grav. die Masse, das Gravitationsfeld und die Gravitationsfeldstärke existieren. Und wenn sich nun ein Messobjekt beschleunigt in diesem Feld bewegt, dann können wir auch von Beschleunigung sprechen. Wenn das Messobjekt durch eine Kraft F an der Bewegung gehindert wird, dann ist es nicht beschleunigt, denn die Beschleunigung ist unmissverständlich als Bewegungsänderung definiet. An dieser Stelle kann ich den Gerthsten beim besten Willen nicht verstehen und nach meiner Auffassung sollte es so auch nicht gelehrt und hier nicht zitiert werden. --Wernidoro 11:47, 20. Jan. 2012 (CET)

Der Artikel Beschleunigung ist falsch und irreführend. Der Begriff Beschleunigung hat zwei Bedeutungen:

1. Änderung einer Geschwindigkeit
2. Feldstärke eines Gravitationsfeldes

Davon kann man sich bei Google-Books leicht überzeugen[1].

Wenn man die Axiome der modernen Physik berücksichtigt (Äquivalenzprinzipien), gibt es gar keinen physikalischen Unterschied zwischen Gravitationsfeldstärke und Beschleunigung:

• Es gibt keinen Unterschied zwischen schwerer und träger Masse.
• Es gibt lokal keinen Unterschied zwischen einem beschleunigten Bezugssystem und einem ruhenden Bezugssystem in einem äußeren homogenen Gravitationsfeld.

Das war auch in der klassischen Physik schon bekannt, man konnte es aber nicht erklären und man hat nicht erkannt, dass es sich dabei um universell gültige Prinzipien handelt, die keiner weiteren Erklärung bedürfen, die man also als Axiome akzeptieren kann, wie Einstein es dann getan hat. Weil die klassische Physik diese Axiome nicht erkannt hat, hat sie versucht diese Lücke mit Scheinerklärungen von Scheinkräften, die mal wirken und mal nicht wirken, zu füllen, die aber zu immer neuen Widersprüchen führen, die nicht erklärt werden können, sondern dann irgendwann einfach akzeptiert werden müssen. Diese ganzen Hirnverbiegungen werden überflüssig, wenn man von Anfang an die obigen Äquivalenzprinzipien als Basis der Mechanik darstellt. Es ist ein Trauerspiel, dass viele bekannte Lehrbücher der Physik das bis heute nicht geschafft haben. Vielleicht sollten wir darüber mal ein Buch schreiben ;-) -- Pewa 15:43, 20. Jan. 2012 (CET)

Buch wäre gut; aber müssen wir überhaupt in schwere und träge Masse unterscheiden, nur weil die Masse die Eigenschaften besitzt, träge und schwer zu sein, wir diese beiden Eigenschaften unter bestimmten Voraussetzungen aber gar nicht unterscheiden können? Ist die Feldstärke eines Gravitationsfeldes tatsächlich schon eine Beschleunigung? Die Gravitationsfeldstärke setzt doch nur die Existenz einer Masse M oder m voraus. Dahingegen setzt die Gravitationsbeschleunigung die Existenz eines weiteren Objektes voraus, das sich im Gravitationsfeld mit veränderlicher Geschwindigkeit bewegt. M.E. rechnet auch Einstein in seinen Gleichungen, nach denen er letztlich die Werte der drei so genannten klassischen allgemein-relativistischen Effekte für den euklidischen Raum berechnet, mit der Gravitationsfeldstärke g. --Wernidoro 16:38, 20. Jan. 2012 (CET)

Siehe oben: Es gibt keinen Unterschied zwischen schwerer und träger Masse. Die Unterscheidung ist ein Relikt einer unvollständigen Theorie. Das Gleiche gilt lokal für Beschleunigung und Gravitationsfeldstärke. Die Gravitationsfeldstärke gibt an, was mit einem Teilchen passiert, wenn es in das Gravitationsfeld gerät: Es wird mit der Gravitationsfeldstärke beschleunigt. Einstein geht nicht von Massepunkten aus, sondern von Energiedichten bzw. Massendichten. Daraus ergeben sich dann u.A. auch die klassischen Gravitationsfeldstärken. -- Pewa 18:17, 20. Jan. 2012 (CET)

Kann man so sagen. Einstein kann z.B. die Lichtablenkung nach seiner Theorie aber auch nach der Gleichung LA = 4GM/rc² berechnen. Dann wird man möglicherweise auch verbal anders formulieren müssen. --Wernidoro 18:27, 20. Jan. 2012 (CET)