Elektrische Ladungen, Ströme und Spannungen

Zusammenfassung

Nach unserem heutigen Kenntnisstand gibt es vier fundamentale Arten von Wechselwirkungen zwischen Teilchen. Geordnet nach zunehmender Stärke sind dies die Gravitation, die sogenannte schwache Wechselwirkung, die elektromagnetische Wechselwirkung und die starke Wechselwirkung. Die starke Wechselwirkung ist für die Kräfte innerhalb der Atomkerne verantwortlich, ihre Reichweite erstreckt sich jedoch nur über Distanzen von etwa 10^-15 m. Die schwache Wechselwirkung macht sich bemerkbar bei den sogenannten schwachen Zerfallsarten von Teilchen (β-Zerfall), z.B. beim gelegentlichen Zerfall eines Neutrons in ein Proton, ein Elektron und ein Neutrino. Sie ist mit der elektromagnetischen Wechselwirkung verwandt und wird daher zusammen mit dieser auch als elektroschwache Wechselwirkung bezeichnet. In der Gravitation äußert sich die Masse, und in der elektromagnetischen Wechselwirkung eine weitere Eigenschaft von Teilchen, ihre elektrische Ladung. Die einfachste Form der elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen ruhenden Ladungsträgern haben wir im Coulomb-Gesetz (3.8) bereits kennengelernt. Dabei ergab eine Abschätzung des Verhältnisses der elektrischen und der Gravitationskraft für Elektronen die unvorstellbar große Zahl von ca. 10⁴². Wenn wir von den Kernkräften einmal absehen, ist also für den Aufbau von Atomen, Molekülen und Körpern ausschließlich die elektromagnetische Wechselwirkung von Bedeutung.