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Feld (Physik)



In der Physik spielt der Begriff Feld eine zentrale Rolle. Ein Feld besteht aus einem Raum, der leer oder stofferfüllt sein kann, und messbaren physikalischen Eigenschaften, die jedem Raumpunkt zugeordnet werden können. Die physikalischen Größen können auch mehrkomponentig sein, wie bei der Geschwindigkeit. Diese physikalischen Größen nennt man Feldgrößen.

Table of contents
1 Beispiele
2 Motivation des Begriffs
3 Einteilung der Felder
4 Anwendung

Beispiele

Man verwendet den Feldbegriff in allen Zweigen der Physik. Beispiele sind

Motivation des Begriffs

Die Motivation zur Einführung des Feldbegriffs liegt
  1. einerseits in der einfacheren Beschreibung physikalischer Vorgänge in Vielteilchensystemen. Statt alle Orte und Geschwindigkeiten der Einzelteilchen angeben zu müssen, ermöglicht die Feldbeschreibung eine elegante Methode, Temperatur und Dichte eines Gases oder einer Flüssigkeit zu behandeln.
  2. andererseits in der Beachtung der Nahwirkung, die wegen der endlichen Übertragungsgeschwindigkeit physikalischer Ereignisse und Wechselwirkungen in Betracht gezogen werden muss. Das Feld besteht dann aus nicht weiter reduzierbaren physikalischen Größen, wie im elektromagnetischen Feld und im Gravitationsfeld.

Einteilung der Felder

Eine andere Einteilung von Feldern ist ihre mathematische Natur:

Anwendung

Im praktischen Umfeld finden die Vektorfelder die größte Verbreitung. Sie können besonders anschaulich mit Hilfe von Feldlinien beschrieben werden, deren Tangenten in jedem Raumpunkt die Richtung der Feldgrößen (Vektoren) darstellen. Die
Feldstärke, also die Beträge der Feldvektoren in den Raumpunkten, werden durch die Dichte der Feldlinien dargestellt. Solche Feldlinien können in Experimenten verdeutlicht werden, man denke an das magnetische Feld, dessen mittels Eisenfeilspänen dargestellt werden kann.


Feldlinien eines
Stabmagneten

Feldlinien können von bestimmten Punkten im Raum ausgehen (den Quellen) und in anderen Punkten verschwinden (den Senken), solche Felder heißen Quellenfelder. Beispiel hierfür ist das elektrostatische Feld einer positiven und negativen elektrischen Ladung.

Feldlinien können nur in sich geschlossen auftreten. Man spricht dann von einem Wirbelfeld. Beispiel hierfür ist das magnetostatische Feld eines Kreisstroms.

Siehe auch: Teilchen




     
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