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Elektrisches Feld 



sich nach dem Vorausgehenden direkt an- 

 geben. Im ersten Fall, veranschaulicht durch 

 Figur 2, mu die Feldstrke, die durch die 



s 



Fig. 2. 



Spannung pro cm gegeben ist, im Isolator 

 und Vakuum die gleiche sein. Die Erregung 

 und die ihr gleiche Flchendichte der Ladung 

 mu aber in dem vom Isolator erfllten Teile 

 des Kondensators g-mal grer als im brigen 

 Teile sein. Es wird also durch das seitliche 

 Einfhren der Isolatorplatte eine Vertei- 

 lungsnderung in dem Sinne eintreten, da 

 die Ladung nach dem materieerfllten Teil 

 fliet. Der Kondensator verhlt sich wie 

 zwei parallel geschaltete, von denen der eine 

 ein materielles Dielektrikum enthlt und 

 damit eine vergrerte Kapazitt besitzt. 

 Da Ladungs- und Kraftlinienzahl einander 

 proportional sind, so mu im Kraftlinienbilde 

 die Dichtigkeit der Linien im Isolator -mal 

 grer als im Vakuum sein. 



Anders im Fall 2, der in Figur 3 darge- 

 stellt ist. Hier sind schon aus Symmetrie- 

 grnden Ladung und Feldliniendichte wie 

 Erregung berall die gleichen. Daraus folgt 

 aber, da die Feldstrke im Inneren der 

 Isolatorplatte -mal kleiner ist wie im 



Fig. 3. 



brigen Raum des Feldes. Durch die Ver- 

 schiebung der Ladungen in den kleinsten 

 Teilchen des Isolators wird das Feld in ihm 

 zum Teil entspannt, so da die Spannung 

 und damit die Feldstrke, d. i. die auf die 

 Lngeneinheit gemessene Spannung, kleiner 

 wird. Wenn die Gesamtspannung des Kon- 

 densators konstant erhalten wird, fllt bei 

 Einfhrung der Platte der auf den Isolator 

 entfallende Bruchteil, wofr dann Spannung 

 und Feldstrke im leeren Raum des Kon- 

 densators steigen. Letzteres ist nicht der Fall, 

 wenn nicht die Gesamtspannung, sondern 

 die Ladung des Kondensators gleichbleibend 

 erhalten wird. Dann bleibt bei Einfhrung 

 der Isolatorplatte das Feld im leeren Teil 

 dasselbe, sinkt im Isolator auf den e-ten Teil, 

 womit dann ein Sinken der Gesamtspannung 

 verbunden ist. Fllt die Platte das Feld 

 ganz aus, so sinkt auch die Gesamtspannung 



auf ihres Wertes im Vakuum herab. 







Das Resultat dieser Betrachtung ist: 

 Wird in ein elektrisches Feld im Vakuum 

 eine Isolatorplatte so eingefhrt, da sie 

 senkrecht zu den Feldlinien steht, so ist 

 in ihr die Feldstrke -mal kleiner als im 

 Vakuum. Bei dem Durchgang durch eine 

 Grenzflche von Materie und Vakuum, die 

 parallel zu den Feldlinien ist, ndert sich 

 dagegen die Feldstrke nicht. 



Zur Beantwortung der Frage nach dem 

 Verhalten des elektrischen Feldes bei dem 

 Uebergang durch eine schief zur Feldrich- 

 tung stehende Grenzflche verfhrt man so, 

 da man die Feldstrke in zwei Komponenten 

 parallel und senkrecht zur Grenzflche zerlegt. 

 Die erstere, die sogenannte Tangential- 

 komponente der Feldstrke, ist im Isolator 

 die gleiche, die andere die Normalkompo- 

 nente, nimmt beim Durchgang in den Isolator 



sprungweise auf ihres Betrages im 



Vakuum ab. Im Isolator setzen sich beide 

 Komponenten zu einem Feldwert zusammen, 

 der andere Gre und andere Richtung 

 wie im Vakuum hat. Es findet an der Grenz- 

 schicht also eine Brechung der Kraft- 

 linien statt, und zwar, weil die im Einfallslot 

 liegende Komponente im Isolator kleiner ist 

 als auen, in der Weise da die Feldrichtung 

 im Isolator mehr vom Einfallslot fortweist 

 als auen. 



Eine Folge der Kraftlinienbrechung ist, 

 da ein hohlkugel- oder ringfrmiges Gebilde 

 eines Isolators hoher Dielektrizittskon- 

 stante, in ein elektrisches Feld gebracht, dem 

 Innenraum Kraftlinien entzieht, weil diese 

 durch Brechung gewissermaen in den Isolator 

 hineingezogen und in ihm konzentriert wer- 

 den. Dieser Feldschutz spielt im elektrischen 

 Felde allerdings nur eine untergeordnete 

 Rolle, ist aber in einer analogen Erscheinung 

 im Magnetfeld von hoher praktischer Be- 

 deutung. 



22. Energie des elektrischen Feldes 

 im Dielektrikum. Influenzierung und 

 Bewegung eines Isolators im elektrischen 

 Felde. Im Abschnitt 17 war gezeigt, da 

 die Energiedichte des elektrischen Feldes im 

 Aether durch das halbe Produkt aus Feld- 

 strke Gs und Ladungsdichte o gegeben ist, 

 fr welch letztere man nach dem Vorigen 

 die elektrische Verschiebung im Aether 2) 

 setzen kann. In der Materie kommt zu dem 

 Teil der Feldenergie, welcher von der Ver- 

 schiebung im Aether herrhrt, noch der der 

 Ladungsverschiebung in den Atomen zu- 

 kommende Teil hinzu, so da die Gesamt- 

 energie des Feldes in der Volumeneinheit 

 gleich ist 



E = i W, 



