Elektrostatik in Abwesenheit von Materie

Zusammenfassung

Wir betrachten eine ortsfeste Ladung Q im Ursprung eines Koordinatensystems. Sie übt auf eine Probeladung q, die sich an einem beliebigen Ort $\overrightarrow r$ befindet, nach dem Coulombschen Gesetz die Kraft

$$ \overrightarrow F = q\frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}}\frac{Q}{{{r^2}}}\frac{{\overrightarrow r }}{r} $$

((3.1.1))

aus. Weil die Größe der Probeladung als Faktor in diesem Gesetz erscheint, kann man den Einfluß der Ladung Q ganz unabhängig von der Probeladung durch die Größe beschreiben, die man als elektrische Feldstärke bezeichnet. Wir sagen, durch die Anwesenheit der Ladung Q wird der Raum mit einem elektrischen Feld $\overrightarrow E \left( {\overrightarrow r } \right)$ erfüllt, Es ordnet jedem Raumpunkt $\overrightarrow r$ den Vektor der elektrischen Feldstärke $\overrightarrow E \left( {\overrightarrow r } \right)$ zu. Das liefert eine einfache graphische Darstellung eines elektrischen Feldes, in der man in vielen Punkten die Feldstärke durch einen Vektorpfeil markiert (Abb.3.la), Übersichtlicher ist im allgemeinen die Darstellung durch Feldlinien (Abb.3.1b), die an jedem Punkt in Richtung der Feldstärke verlaufen. Die Feldlinien zeigen zunächst nur die Richtung, nicht aber den Betrag der Feldstärke an. Zur Charakterisierung des Betrages werden wir später (Abschnitt 3.7) zusätzlich Äquipotentialflächen bzw. -linien eintragen.