DPG-Didaktik-Tagungsband 1993, S. 681 – 686. Hrsg.: Deutsche Physikalische Gesellschaft<\/strong><\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Als besondere Eigenart von elektro-magnetischen Wellen (einschlie\u00dflich des Lichtes) gilt der sogenannte Dualismus \u201eTeilchen-Welle\u201c. Aber sind denn nicht andere Wellenerscheinungen ebenfalls dualistisch? Wasserwellen bestehen aus periodischen Bewegungen von Wassermolek\u00fclen, Schallwellen aus wechselnden Kompressionen von Luftmolek\u00fclen. – Aber dennoch ist diese Analogie nicht vollkommen. Schauen wir uns doch einmal eine graphische Darstellung von Heinrich HERTZ an (BILD 1<\/strong>, entnommen aus Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. Bd. XXXVI, 1889).<\/p>\n BILD 1<\/strong><\/p>\n Es werden dort Linien sichtbar, die an die \u201eelektrischen Kraftlinien\u201c nach FARADAY erinnern. Sollten diese Linien etwa Kettenbildungen von elementaren Teilchen sein, wie es durch KOPPELMANN \/ HENSEL (1988) (vgl. dort insb. Abb. 5e und 6d) f\u00fcr sogenannte\u00a0Ketten-Cluster\u00a0<\/b>modellm\u00e4\u00dfig aufgezeigt ist? Ketten-Cluster sind kettenartige Aneinanderreihungen von Ionen, die abwechselnd positive und negative Polarit\u00e4t besitzen.<\/p>\n a) Elektrostatisches Feld<\/b><\/p>\n Der vorstehend angedeutete Gedanke ist die Grundlage einer ballistischen Modellvorstellung zur Elektrodynamik und Optik. Sie basiert auf der Annahme, da\u00df ein elektrostatisches \u201eFeld\u201c aus folgenden \u201eBausteinen\u201c besteht:\u00a0Erstens\u00a0<\/i>negative Elementar-Ladungen (Elektronen), die sich z. B. auf einer ersten metallischen Platte eines Platten-Kondensators befinden,\u00a0zweitens\u00a0<\/i>positive Elementar-Ladungen (Positronen), die sich auf der zweiten metallischen Platte desselben Kondensators befinden, und\u00a0drittens\u00a0<\/i>Ketten-Cluster<\/b>, die dazwischen \u201eausgespannt\u201c sind und die die \u201eelektrischen Kraftlinien\u201c nach FARADAY\u00a0materiell\u00a0<\/b>verk\u00f6rpern (BILD 2<\/b>). Denn diese Kraftlinien sind durch metallische K\u00f6rper begrenzt und reichen nicht – wie es die moderne Feldtheorie unterstellt – einseitig bis ins Unendliche.<\/p>\n Diese Modellvorstellung wurde bereits in einer Arbeit von FRIEBE (1985) ver\u00f6ffentlicht. Wegen n\u00e4herer Einzelheiten wird auf diese Arbeit verwiesen. Hierin ist u. a. eine Reihe experimenteller Befunde n\u00e4her behandelt (vgl. ebenda S. 25 – 28), die zu dieser Modellvorstellung gef\u00fchrt haben. Ferner werden hierin wesentliche M\u00e4ngel der MAXWELL-schen Elektrodynamik aufgezeigt.<\/p>\n In der Arbeit von 1985 wurde noch nicht der Begriff\u00a0Ketten-Cluster<\/b>\u00a0eingef\u00fchrt, sondern die Bezeichnung\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>verwendet. Hierbei bedeutet die neu eingef\u00fchrte Bezeichnung Polektron eine\u00a0Paarbildung\u00a0<\/i>zwischen Elektron und Positron und dient der Unterscheidung gegen\u00fcber anderen, in ihrer Bedeutung abweichenden Bezeichnungen f\u00fcr diese\u00a0Paarbildung<\/i>. Im vorliegenden Bericht soll die Bezeichnung Polektron beibehalten werden.<\/p>\n Gem\u00e4\u00df Modellvorstellung haben Elektron und Positron die gleiche Masse, jedoch unterschiedliches Ladungs-Vorzeichen. Das Polektron besitzt die Summe der Massen der erstgenannten und verh\u00e4lt sich im Nahbereich wie ein elektrostatischer Dipol, im Fernbereich jedoch (nahezu) elektrisch neutral. Die Masse von Elektron, Positron und Polektron ist\u00a0unabh\u00e4ngig\u00a0<\/i>von der Geschwindigkeit.<\/p>\n Die\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>ruhen\u00a0<\/i>beim elektrostatischen \u201eFeld\u201c\u00a0relativ\u00a0<\/i>zu den Kondensator-Platten oder sonstigen metallischen Tr\u00e4gern der Elektronen und Positronen.<\/p>\n BILD 2\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 BILD 3<\/strong><\/p>\n b) Elektrischer Strom<\/b><\/p>\n Eine elektrische Doppelleitung, beispw. bestehend aus zwei parallelen Kupferleitern, ist mit dem Platten-Kondensator verwandt, nur da\u00df die r\u00e4umliche Ausdehnung wesentlich gr\u00f6\u00dfer ist und da\u00df z. B. eine Gleichspannungs-Quelle einseitig angeschlossen ist (BILD 3<\/b>). Auf dem einen Leiter bewegen sich Elektronen, auf dem anderen Leiter Positronen mit Lichtgeschwindigkeit\u00a0relativ zum Leiter<\/i>, sofern die Doppelleitung im Vakuum verlegt ist (R\u00dcDENBERG 1962). Zwischen den Leitern bewegen sich die\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit.<\/p>\n Zur Beschreibung eines elektrischen Stromes nach der Modellvorstellung sind also dieselben elementaren \u201eBausteine\u201c erforderlich: Elektronen, Positronen und Polektronen. Zur Veranschaulichung wird darauf hingewiesen, da\u00df zahlreiche Me\u00dfmethoden f\u00fcr elektrische Str\u00f6me aufgrund der\u00a0Wirkungen\u00a0<\/i>au\u00dferhalb des metallischen Leiters funktionieren. Dies wird durch die Modellvorstellung verst\u00e4ndlich: Die Messung basiert auf der Erfassung des Bewegungsvorganges der Polektronen, der als\u00a0magnetische\u00a0<\/i>Wirkung in Erscheinung tritt.<\/p>\n Mit dieser Darstellung lassen sich auch Reflexionen an langen Doppelleitungen (Lecher-Leitungen) in einfacher Weise erkl\u00e4ren, und zwar sowohl bei am Ende offener als auch bei am Ende kurzgeschlossener Doppelleitung (R\u00dcDENBERG 1962).<\/p>\n c) Elektrischer Strom in einem langen geraden Leiter<\/b><\/p>\n Bei herk\u00f6mmlichen theoretischen Ans\u00e4tzen wird ein langer gerader Stromleiter ohne jegliche Ber\u00fccksichtigung der Einspeisepunkte dargestellt. Alternativ wird auch ein differentielles Stromelement angenommen, das durch Integration in einen langen geraden Leiter \u00fcberf\u00fchrt werden kann. Aber auch hierbei fehlen im Ansatz die Einspeisepunkte. Durch die Modellvorstellung l\u00e4\u00dft sich auch der Sachverhalt mit Einspeisepunkten in einfacher Weise beschreiben (BILD 4<\/b>).<\/p>\n BILD 4<\/b><\/p>\n Die drei \u201eBausteine\u201c Elektron, Positron und Polektron wandern zun\u00e4chst in der Zuf\u00fchrungs- Doppelleitung bis zu den Einspeisepunkten. Nun laufen die Elektronen beispielsweise nach rechts und die Positronen nach links. Die\u00a0Polektronen-Ketten<\/b>\u00a0(FARADAY-sche Kraftlinien) bilden B\u00f6gen, die sich im wesentlichen radial von den Einspeisepunkten mit Lichtgeschwindigkeit weg bewegen.<\/p>\n Irgendwo weit drau\u00dfen sind die Enden des \u201elangen geraden Leiters\u201c durch eine R\u00fcckleitung kurzgeschlossen, so da\u00df jetzt ein r\u00fcckl\u00e4ufiger Vorgang einsetzt, wobei Elektronen und Positronen jeweils auf dem\u00a0anderen Leiter<\/i>\u00a0zur\u00fcckkehren. Dabei kehrt sich die Richtung des – als Polektron bezeichneten – elektro-statischen Elementar-Dipols um und entsprechend erfolgt auch eine Umkehr des Richtungssinnes der\u00a0Polektronen-Ketten<\/b>, wie es sinngem\u00e4\u00df f\u00fcr die FARADAY-schen elektrischen Kraftlinien bekannt ist.<\/p>\n Gleichzeitig kehrt sich aber auch die mit Lichtgeschwindigkeit\u00a0(relativ zum Leiter)<\/i>\u00a0erfolgende Bewegungs-Richtung um und die resultierende Wirkung bleibt dieselbe wie auf dem \u201eHinweg\u201c. Diese Wirkung ist das, was normalerweise als\u00a0magnetische\u00a0<\/i>Feldwirkung bezeichnet wird. Es handelt sich aber hierbei nicht um einen ruhenden Zustand, sondern um einen\u00a0dynamischen Vorgang\u00a0<\/i>entsprechend einer \u201estehenden Welle\u201c.<\/p>\n d) Gerader Sende-Dipol<\/b><\/p>\n Nun ist der \u00dcbergang auf einen geraden Sende-Dipol nicht mehr schwer. Wir betrachten dazu wieder das\u00a0BILD 4<\/b>. Sind n\u00e4mlich die Enden des langen geraden Leiters nicht kurzgeschlossen, so tritt an den Enden eine Reflexion der Elektronen und Positronen entsprechend einer Reflexion einer Spannungs-Wanderwelle im herk\u00f6mmlichen Sprachgebrauch auf. Elektronen und Positronen kehren auf\u00a0demselben\u00a0<\/i>Leiter zu den Einspeisepunkten zur\u00fcck und f\u00fchren die\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>im r\u00fcckl\u00e4ufigen Sinne mit sich. Die Polarisation der\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>bleibt erhalten, die Bewegungsrichtung ist umgekehrt. Die magnetische Wirkung beider Teilvorg\u00e4nge erg\u00e4nzt sich zu Null. Ist an der Zuf\u00fchrungs-Doppelleitung eine Gleichspannungs-Quelle angeschlossen, so stellt sich ein station\u00e4rer Zustand ein, der einem geladenen Kondensator entspricht. Dies wurde schon im Zusammenhang mit\u00a0BILD 2\u00a0<\/b>erkl\u00e4rt.<\/p>\n Es wird jedoch nunmehr deutlich, wie die\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>urs\u00e4chlich in den Einflu\u00dfbereich der Kondensator-Platten gelangt sind. Denn der Kondensator mu\u00dfte ja zu seiner Aufladung zun\u00e4chst an eine Zuf\u00fchrungs-Doppelleitung angeschlossen werden. Seine Aufladung erfolgte also mit Elektronen. Positronen\u00a0und<\/i>\u00a0Polektronen \u00fcber die Doppelleitung.<\/p>\n Wird nun aber eine Wechselspannungs-Quelle an die Zuf\u00fchrungs-Doppelleitung angeschlossen, so ergibt sich ein periodischer Vorgang, bei dem die\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>von den Einspeisepunkten weg und wieder zu diesen zur\u00fcck pulsieren. Man kann sie angen\u00e4hert mit\u00a0Seifenblasen\u00a0<\/i>vergleichen, die sich nicht vom Blasrohr abl\u00f6sen, aber periodisch aufgeblasen und wieder luftfrei gemacht werden. Die\u00a0Seifenblasen\u00a0<\/i>k\u00f6nnen sich aber auch abl\u00f6sen und in den Raum hinauswandern, wenn eine geeignete Zuordnung zwischen Blase-Rhythmus und Oberfl\u00e4chenspannung der Seifenblasen eingehalten wird. Und genau dieser Vorgang tritt nun offenbar bei den elektro-magnetischen \u201eWellen\u201c auf, wie es in\u00a0BILD 5\u00a0<\/b>verdeutlicht wird.<\/p>\n Auch die\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>besitzen eine \u201eElastizit\u00e4t\u201c, wie sie bei den \u201eFARADAY-schen Kraftlinien\u201c schon Anfang des vorigen Jahrhunderts beobachtet wurden. Wichtig ist aber auch, da\u00df die\u00a0Polektronen-Ketten<\/b>, wenn man sie \u201eaufschneidet\u201c, jeweils mit ungleichnamigen Polarit\u00e4ten enden, so da\u00df ein \u201eZusammenkleben\u201c zu geschlossenen Ringen aufgrund der elektrostatischen Anziehungskraft jederzeit m\u00f6glich ist. Diese geschossenen Ringe wandern nun aufgrund ihrer Massen-Tr\u00e4gheit mit Lichtgeschwindigkeit\u00a0relativ zum erregenden Leiter\u00a0<\/i>in den Raum hinaus. Denn die Masse eines Polektrons war mit der doppelten Elektronen-Masse im Rahmen der Modellvorstellung vorausgesetzt worden. Bei Lichtfrequenzen entsprechen die geschlossenen\u00a0Polektronen-Ringe\u00a0<\/b>den von EINSTEIN postulierten Lichtquanten, die den korpuskularen Charakter des Lichtes repr\u00e4sentieren.<\/p>\n \u00a0 \u00a0 BILD 5 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 BILD 6 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0<\/b><\/p>\n e) Gerader Empfangs-Dipol<\/b><\/p>\n Wird nun gem\u00e4\u00df\u00a0BILD 6\u00a0<\/b>ein gerader Empfangs-Dipol in den Bereich der\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>gebracht, so l\u00e4\u00dft sich\u00a0erstens\u00a0<\/i>eine elektrische Spannung wechselnden Vorzeichens messen, denn die Polarisation der\u00a0Ringe\u00a0<\/i>wechselt beim stetigen Durchlauf am Ort des Empfangs-Dipols. Es l\u00e4\u00dft sich\u00a0zweitens\u00a0<\/i>eine kinematische Wirkung feststellen aufgrund des Aufpralls der Polektronen auf den Empfangs-Dipol (\u201eLicht-Druck\u201c). Und\u00a0drittens\u00a0<\/i>werden, falls der Empfangs-Dipol \u00fcber einen Strommesser geschlossen wird, die Polektronen – durch den Aufprall in Elektronen und Positronen gespalten – einen elektrischen Stromflu\u00df verursachen. Auf diese Weise liefert die Modellvorstellung in h\u00f6chst einfacher Weise alle drei Ph\u00e4nomene, die bisher beobachtet und nur widerspr\u00fcchlich erkl\u00e4rt werden konnten. Dabei ist gleichzeitig der sogenannte \u201eDualismus\u201c zu einer leicht deutbaren Erscheinung geworden.<\/p>\n In entsprechender Weise erkl\u00e4rt sich auch das FARADAY-sche \u201eInduktions-Gesetz\u201c, das die in einem geschlossenen Leiterkreis beobachteten elektrischen Spannungen bei Wechselerregungen niedriger Frequenzen beschreibt. Ein Unterschied besteht insofern, als hierbei nur das sog.\u00a0Nahfeld\u00a0<\/i>wirksam wird, bei dem die\u00a0Polektronen-Ketten\u00a0<\/b>hin-r\u00fcckl\u00e4ufige\u00a0<\/i>Bewegungen mit Lichtgeschwindigkeit\u00a0relativ zum Leiter\u00a0<\/i>ausf\u00fchren, bedingt durch die bereits besprochene \u201eElastizit\u00e4t\u201c der Ketten entsprechend den FARADAY-schen Kraftlinien. Diese Hin-R\u00fcckl\u00e4ufigkeit l\u00e4\u00dft sich mit den bisherigen Theorien nicht beschreiben, ist aber durch die Messung von Wirk- und Blindleistungen, z. B. an Sende-Dipolen, experimentell belegbar.<\/p>\n f) Magnetische Absto\u00dfungs- und Anziehungskr\u00e4fte<\/b><\/p>\n Alle magnetischen Kr\u00e4fte – auch die eines Dauermagneten – sind von elektrischen Kreisstr\u00f6men (Gleichstrom-Erregungen) abh\u00e4ngig darstellbar. Diese Kreisstr\u00f6me erzeugen eine Art \u201estehender Wellen\u201c, deren \u201eWellenfrequenz\u201c durch die \u201eUmlauffrequenz\u201c der Kreisstr\u00f6me bestimmt ist. Im Rahmen der Modellvorstellung ergeben sich dabei\u00a0hin-r\u00fcckl\u00e4ufig\u00a0<\/i>bewegte\u00a0Polektronen-Ketten<\/b>, wie es schon im Zusammenhang mit dem\u00a0Nahfeld\u00a0<\/i>im vorhergehenden Abschnitt e) angedeutet wurde. Dadurch lassen sich sowohl magnetische Absto\u00dfungs- als auch Anziehungskr\u00e4fte in einfacher Weise mit der Modellvorstellung erkl\u00e4ren, wie bei FRIEBE (1985), S. 36\/37, n\u00e4her erl\u00e4utert ist.<\/p>\n g) Ausblick<\/b><\/p>\n Die vorstehenden Ausf\u00fchrungen zeigen, da\u00df eine einfache Modellvorstellung alle wesentlichen elektro-magnetischen Erscheinungen auf klassische Weise zu erkl\u00e4ren gestattet. Wesentlich ist hierbei die Beschreibung der \u201eelektrischen Kraftlinien\u201c nach FARADAY als\u00a0materielle<\/b>, korpuskular aufgebaute Ketten von Elementarteilchen, die als Polektronen bezeichnet werden. Jedes Polektron stellt dabei eine\u00a0Paarbildung\u00a0<\/i>von einem Elektron und einem Positron dar.<\/p>\n Ferner ist wesentlich, da\u00df magnetische Erscheinungen als\u00a0dynamische<\/i>\u00a0Vorg\u00e4nge betrachtet werden, deren zeitliches Verhalten entscheidend ist. Herk\u00f6mmliche Methoden, von denen auch die MAXWELL-sche Theorie ausgeht, beschreiben einen elektrischen Strom als unendlich kleines Stromelement, das\u00a0keine\u00a0<\/b>raum-zeitliche Verkn\u00fcpfung mit der Stromquelle besitzt. Dadurch ergibt sich in der mathematischen Beschreibung eine Uneindeutigkeit des zeitlichen Ablaufs, die auch durch Integration nicht \u00fcberbr\u00fcckt werden kann. Dies hat zahlreiche Schwierigkeiten der derzeitigen Elektrodynamik zur Folge.<\/p>\n Mit der neuen Modellvorstellung wird dieser Nachteil vermieden und erstmalig eine Beschreibung vorgeschlagen, die dem Prinzip \u201eactio = reactio\u201c gerecht wird. Dieses Prinzip, das nicht nur bei klassisch-mechanischen, sondern auch bei elektro-statischen und magnetischen Vorg\u00e4ngen zweifelsfrei durch die Erfahrung best\u00e4tigt ist, ist unabdingbare Voraussetzung, um Kraft-, Energie- und Leistungszuordnungen im Bereich der Elektrodynamik fehlerfrei zu beschreiben.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n h) Literatur<\/b><\/p>\n FRIEBE, E. (1985): \u201eAnalyse des physikalischen Aussagegehalts der MAXWELL-schen Elektrodynamik\u201c, DABEI-Colloquium, Heft 2, Bonn.<\/p>\n FRIEBE, E. (1987)<\/a>: „Irrt\u00fcmer in der Elektronen-Theorie? Zeitschrift raum&zeit\u00a0 –\u00a0 \u201eIst die Elektronen-Theorie die eigentliche Ursache zahlreicher Schwierigkeiten der Theoretischen Physik?\u201c, DPG-Didaktik-Tagungsband 1987, S. 405 – 410. Hrsg.: Prof. Dr. Wilfried KUHN, Gie\u00dfen.<\/p>\n![](\"https:\/\/www.jocelyne-lopez.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/BALL-B1.gif\")
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