Es gibt keine voneinander getrennte magnetische und elektrische Erscheinung, sondern nur eine einheitliche elektromagnetische Kraftwirkung, d.h. die magnetische und die elektrische Kraft kann auf einen einzigen Wirkungs- mechanismus zurückgeführt werden.

Magnetfelder werden durch elektrische Ströme erzeugt. Im Permanentmagneten sind es gerichtete inneratomare Ströme, die das starke Magnetfeld außerhalb des Magneten hervorrufen.

Der einfache felderregende Strom ist der Strom durch einen langen geraden Leiter. In der Umgebung dieses Leiters bildet sich ein magnetisches Feld, dessen Feldlinien die Form von konzentrischen Kreisen haben.

Versuch: Das Magnetfeld eines geraden stromdurchflossenen Leiters soll nun den Elektronenstrahl in der Elektronenstrahlröhre ablenken. Dazu wird der Leiter parallel zum Strahl verlegt und die Stromrichtung so gewählt, dass die Ablenkung zum Leiter hin erfolgt.

 

Der Versuch zeigt, dass dann die Flugrichtung der Strahlenelektronen mit der Bewegungsrichtung der Leitungselektronen übereinstimmen.

Wenn man auf die Erklärung mit der wechselseitigen Wirkung der elektrischen und magnetischen Kraft verzichtet, weil für den mitbewegten Beobachter die Geschwindigkeit der Elektronen Null ist und daher kein magnetisches Feld mehr existiert, muss eine andere Erklärung die Lösung bringen.

Diese Erklärung findet man in der Bewegung des Leiters. Im System I´ bewegt sich der Leiter relativ zu dem ruhenden Strahlelektron. An dem Strahlelektron fliegen die negativen Leitungselektronen und die positiven Atomrümpfe des Leiters vorbei. Nehmen wir der Einfachheit halber an, die positiven und die negativen Teilchen seien hintereinander angeordnet, so ist deren Abstand aufgrund der Bewegung Lorentz-kontrahiert. Bei stromlosem Leiter haben die Leitungselektronen und die positiven Atomrümpfe die gleiche Geschwindigkeit in I´. Ihre Abstände sind gleich stark kontrahiert. Die negativen Ladungen der Leitungselektronen üben auf das ruhende Strahlelektron eine abstoßende elektrische Kraft, die Coulomb-Kraft aus. Die positiven Atomrümpfe wirken mit gleicher Kraft anziehend, so dass das Strahlelektron bei stromlosem Leiter keine resultierende Kraftwirkung erfährt. Wird der Strom im Kabel in der gewählten Richtung eingeschaltet, so haben im Ruhesystem des Strahlelektrons die Leitungselektronen eine kleinere Geschwindigkeit als die Atomrümpfe oder die Leitungselektronen laufen den Strahlelektronen sozusagen hinterher. Die kleiner Geschwindigkeit der Leitungselektronen in I´ führt zu einer geringeren Lorentz-Kontraktion der negativen Ladungen. Der Leiter erscheint dem Strahlelektron dadurch positiv geladen und die anziehende Coulomb-Kraft der positiven Atomrümpfe überwiegt.

Somit erklärt die Relativitätstheorie magnetische Kräfte durch die Lorentz-Kontraktion des Abstands bewegter elektrischer Ladungen!

Diese Erklärung ist in Bezug zu der geringen Wanderungsgeschwindigkeit der Leitungselektronen nur deshalb einleuchtend, wenn man an die große Zahl der Leitungselektronen denkt. die am Ladungstransport in einem Leiter teilnehmen. In einem Metallstück von einem Kubikzentimeter sind etwa 10²³ Elektronen untergebracht. Würde man diese Elektronen in einem Abstand von einem Zentimeter hintereinander anordnen, so stieße man bis ins Zentrum der Milchstraße vor. Wegen der großen Ladungsdichte in einem Leiter führt eine geringe Änderung der Lorentz-Kontraktion zu großen Coulomb-Kräften.

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