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2026-07-28T13:13:13Z

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= Lorentzkraft - Physik =

[[Datei:Lorentz force.svg|500px|rahmenlos|center]]

Die '''Lorentzkraft''' wirkt auf [[Elektrische Ladung|elektrische Ladungen]] in elektrischen und magnetischen Feldern. Im Schulunterricht steht meist die magnetische Wirkung im Mittelpunkt: Ein geladenes Teilchen wird abgelenkt, wenn es sich durch ein [[Magnetfeld]] bewegt. Du lernst hier, Betrag und Richtung der Kraft zu bestimmen, Teilchenbahnen zu erklären und Anwendungen wie [[Elektromotor]], [[Massenspektrometer]] und [[Zyklotron]] zu verstehen.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=QQfaxxzO3z4 |500|center}}

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= Einleitung =

Die Lorentzkraft verbindet [[Elektrizität]] und [[Magnetismus]] mit der [[Mechanik]]. Sie erklärt zum Beispiel, warum ein stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld bewegt wird, warum Elektronen auf Kreisbahnen gelangen und weshalb geladene Teilchen aus dem Sonnenwind vom Erdmagnetfeld abgelenkt werden.

Der niederländische Physiker [[Hendrik Antoon Lorentz]] gab der Kraft ihren Namen. Je nach Lehrbuch bezeichnet „Lorentzkraft“ entweder die gesamte elektromagnetische Kraft oder nur ihren magnetischen Anteil. In diesem aiMOOC wird beides klar unterschieden.

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== Lernziele ==

Nach der Bearbeitung kannst Du:

# [[Lorentzkraft|Lorentzkraft]] und magnetische Kraft unterscheiden.
# den Betrag der Kraft mit passenden Formeln berechnen.
# die Kraftrichtung mit der [[Drei-Finger-Regel]] bestimmen.
# Kreis-, Schrauben- und geradlinige Bahnen geladener Teilchen erklären.
# die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter untersuchen.
# Anwendungen und Experimente physikalisch beurteilen.

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= Grundidee der Lorentzkraft =

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== Allgemeine Form ==

Für eine Ladung <math>q</math> mit der Geschwindigkeit <math>\vec v</math> in einem elektrischen Feld <math>\vec E</math> und einem magnetischen Feld <math>\vec B</math> gilt:

<math>\vec F_\mathrm{L}=q\left(\vec E+\vec v\times\vec B\right)</math>

Die elektrische Komponente <math>q\vec E</math> wirkt auch auf ruhende Ladungen. Die magnetische Komponente <math>q(\vec v\times\vec B)</math> wirkt nur, wenn sich die Ladung bewegt und ihre Bewegung nicht vollständig parallel zum Magnetfeld verläuft.

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== Magnetische Lorentzkraft ==

Im reinen Magnetfeld gilt:

<math>\vec F_\mathrm{B}=q\left(\vec v\times\vec B\right)</math>

Für den Betrag gilt:

<math>F_\mathrm{B}=|q|\cdot v\cdot B\cdot\sin(\alpha)</math>

Dabei ist <math>\alpha</math> der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung und den magnetischen Feldlinien.

{| class="wikitable"
! Größe
! Bedeutung
! Einheit
|-
| <math>F_\mathrm{B}</math>
| Betrag der magnetischen Kraft
| Newton <math>\mathrm{N}</math>
|-
| <math>q</math>
| elektrische Ladung
| Coulomb <math>\mathrm{C}</math>
|-
| <math>v</math>
| Geschwindigkeit
| Meter pro Sekunde <math>\mathrm{m/s}</math>
|-
| <math>B</math>
| magnetische Flussdichte
| Tesla <math>\mathrm{T}</math>
|-
| <math>\alpha</math>
| Winkel zwischen <math>\vec v</math> und <math>\vec B</math>
| Grad oder Radiant
|}

'''Merke:''' Die Kraft ist maximal bei <math>\alpha=90^\circ</math>. Sie ist null bei <math>\alpha=0^\circ</math> oder <math>180^\circ</math>. Auch eine ruhende Ladung erfährt durch ein reines Magnetfeld keine Lorentzkraft.

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= Richtung der Lorentzkraft =

[[Datei:Linke-Hand-Regel.svg|420px|rahmenlos|center]]

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== Drei-Finger-Regel ==

Für eine '''positive Ladung''' kannst Du die rechte Hand verwenden:

# Der Daumen zeigt in die Bewegungsrichtung <math>\vec v</math>.
# Der Zeigefinger zeigt in Richtung des Magnetfelds <math>\vec B</math>.
# Der Mittelfinger zeigt in Richtung der Kraft <math>\vec F_\mathrm{B}</math>.

Für eine '''negative Ladung''' zeigt die Kraft genau in die entgegengesetzte Richtung. Bei Elektronen kannst Du deshalb die linke Hand verwenden, wenn der Daumen in Richtung ihrer Bewegung zeigt.

Die Regel wird auch als '''UVW-Regel''' bezeichnet:

# Ursache: Bewegung positiver Ladungen oder technische Stromrichtung.
# Vermittlung: Magnetfeld.
# Wirkung: Lorentzkraft.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=95_0a91r24U |500|center}}

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== Punkte und Kreuze ==

Ein Punkt <math>\odot</math> bedeutet: Der Vektor zeigt '''aus der Zeichenebene heraus''' – wie die Spitze eines Pfeils.

Ein Kreuz <math>\otimes</math> bedeutet: Der Vektor zeigt '''in die Zeichenebene hinein''' – wie das hintere Ende eines Pfeils.

Diese Symbole helfen Dir, räumliche Richtungen in einer zweidimensionalen Zeichnung darzustellen.

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== Sicheres Vorgehen bei Richtungsaufgaben ==

# Bestimme zuerst das Vorzeichen der Ladung.
# Zeichne <math>\vec v</math> und <math>\vec B</math> deutlich ein.
# Nutze die rechte Hand zunächst für eine positive Ladung.
# Kehre das Ergebnis bei einer negativen Ladung um.
# Prüfe: <math>\vec F_\mathrm{B}</math> muss senkrecht auf <math>\vec v</math> und <math>\vec B</math> stehen.

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= Bewegung geladener Teilchen =

[[Datei:Action of the Lorentz force bending the path of an electron in a magnetic field.gif|500px|rahmenlos|center]]

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== Senkrechter Eintritt: Kreisbahn ==

Tritt ein Teilchen senkrecht zum Magnetfeld ein, bleibt der Betrag seiner Geschwindigkeit gleich. Die Lorentzkraft verändert nur die Richtung der Geschwindigkeit und wirkt als [[Zentripetalkraft]]:

<math>|q|vB=\frac{mv^2}{r}</math>

Daraus folgt für den Radius:

<math>r=\frac{mv}{|q|B}</math>

Der Radius wird größer, wenn Masse oder Geschwindigkeit zunehmen. Er wird kleiner, wenn Ladungsbetrag oder magnetische Flussdichte zunehmen.

[[Datei:Openstax college-physics 22.20 gyration.jpg|500px|rahmenlos|center]]

Für die Umlaufzeit gilt im nichtrelativistischen Fall:

<math>T=\frac{2\pi m}{|q|B}</math>

Die Umlaufzeit ist dann unabhängig von der Geschwindigkeit.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=jSziTlvmAeo |500|center}}

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== Schräger Eintritt: Schraubenbahn ==

Eine schräge Geschwindigkeit lässt sich in zwei Komponenten zerlegen:

# <math>v_\perp</math> steht senkrecht zum Magnetfeld und erzeugt die Kreisbewegung.
# <math>v_\parallel</math> verläuft parallel zum Magnetfeld und bleibt unverändert.

Zusammen entsteht eine [[Helix|Schraubenbahn]].

[[Datei:Magnetic deflection helical path.svg|500px|rahmenlos|center]]

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== Paralleler Eintritt: Gerade Bahn ==

Bewegt sich eine Ladung genau parallel oder antiparallel zum Magnetfeld, ist <math>\sin(\alpha)=0</math>. Die magnetische Lorentzkraft verschwindet. Das Teilchen fliegt geradlinig weiter, sofern keine andere Kraft wirkt.

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== Energie der Bewegung ==

Die magnetische Lorentzkraft steht immer senkrecht zur momentanen Geschwindigkeit. Deshalb verrichtet sie an einem einzelnen Teilchen keine mechanische Arbeit:

<math>W=\int \vec F_\mathrm{B}\cdot \mathrm{d}\vec s=0</math>

Der Betrag der Geschwindigkeit und die kinetische Energie bleiben konstant. Nur die Bewegungsrichtung ändert sich.

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= Lorentzkraft auf einen Stromleiter =

Ein elektrischer Strom besteht aus bewegten Ladungsträgern. Wirkt auf viele Ladungsträger eine Lorentzkraft, wird diese Kraft auf den ganzen Leiter übertragen.

Für einen geraden Leiter der wirksamen Länge <math>l</math> gilt:

<math>F=BIl\sin(\alpha)</math>

Dabei ist <math>I</math> die Stromstärke und <math>\alpha</math> der Winkel zwischen technischer Stromrichtung und Magnetfeld.

[[Datei:Openstax college-physics 22.31 Lorentz-force-current.jpg|500px|rahmenlos|center]]

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== Leiterschaukelversuch ==

Ein beweglich aufgehängter Leiter befindet sich zwischen den Polen eines Magneten. Fließt Strom, wird der Leiter seitlich ausgelenkt. Werden Stromrichtung oder Magnetfeldrichtung umgekehrt, kehrt sich auch die Kraftrichtung um. Werden beide gleichzeitig umgekehrt, bleibt die Kraftrichtung gleich.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=Z00x44O32cQ |500|center}}

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== Stromwaage ==

Mit einer Stromwaage kann die Kraft auf einen Leiter gemessen werden. Bei unveränderter Geometrie wächst die Kraft proportional mit der Stromstärke und mit der magnetischen Flussdichte.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=BE5-aKwoz6w |500|center}}

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= Experimente mit Elektronen =

{{BR}}
== Fadenstrahlrohr ==

Im Fadenstrahlrohr werden Elektronen beschleunigt und anschließend durch ein Magnetfeld auf eine sichtbare Kreisbahn gelenkt. Aus Radius, Beschleunigungsspannung und Magnetfeld kann das Verhältnis von Elektronenladung zu Elektronenmasse bestimmt werden.

[[Datei:Electron charge-mass relation experiment.jpg|500px|rahmenlos|center]]

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== Magnetische Ablenkung einer Elektronenbahn ==

Historische Elektronenstrahlröhren zeigen, dass ein Magnetfeld einen bewegten Elektronenstrahl ablenkt. Ohne Magnetfeld verläuft der Strahl gerade; mit Magnetfeld wird seine Bahn gekrümmt.

[[Datei:Crookes magnetic deflection tube.png|500px|rahmenlos|center]]

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= Anwendungen =

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== Elektromotor ==

In einem [[Elektromotor]] wirken Kräfte auf stromdurchflossene Leiter in einem Magnetfeld. Passend angeordnete Kräfte erzeugen ein Drehmoment. Ein Stromwender kann dafür sorgen, dass das Drehmoment während der Drehung in derselben Drehrichtung wirkt.

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== Geschwindigkeitsfilter ==

In einem Geschwindigkeitsfilter stehen elektrisches und magnetisches Feld senkrecht zueinander. Für Teilchen, die geradlinig hindurchfliegen, gleichen sich elektrische und magnetische Kraft aus:

<math>|q|E=|q|vB</math>

Daraus folgt:

<math>v=\frac{E}{B}</math>

Nur Teilchen mit dieser Geschwindigkeit passieren den Filter ohne Ablenkung.

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== Massenspektrometer ==

Nach einer Geschwindigkeitsauswahl werden Ionen in einem Magnetfeld auf Kreisbahnen gelenkt. Bei gleicher Ladung und Geschwindigkeit besitzen schwerere Ionen einen größeren Radius. So können Isotope oder Moleküle nach ihrem Verhältnis von Masse zu Ladung getrennt werden.

{{BR}}
== Zyklotron ==

Ein [[Zyklotron]] beschleunigt geladene Teilchen mit einem wechselnden elektrischen Feld. Ein senkrechtes Magnetfeld zwingt sie auf immer größere Halbkreise. Im nichtrelativistischen Bereich gilt für die Zyklotronfrequenz:

<math>f=\frac{|q|B}{2\pi m}</math>

[[Datei:Cyclotron.svg|500px|rahmenlos|center]]

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== Erdmagnetfeld und Sonnenwind ==

Geladene Teilchen des [[Sonnenwind|Sonnenwinds]] werden durch das [[Erdmagnetfeld]] abgelenkt. Ein Teil folgt schraubenförmigen Bahnen entlang der Feldlinien. In Polnähe können Teilchen in die Atmosphäre gelangen und zur Entstehung von [[Polarlicht|Polarlichtern]] beitragen.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=wWQ6AkpUUnQ |500|center}}

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= Rechenbeispiele =

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== Beispiel: Kraft auf ein Proton ==

Ein Proton bewegt sich mit <math>v=2{,}0\cdot10^6\,\mathrm{m/s}</math> senkrecht zu einem Magnetfeld der Stärke <math>B=0{,}20\,\mathrm{T}</math>. Mit <math>q=1{,}60\cdot10^{-19}\,\mathrm{C}</math> gilt:

<math>F=|q|vB</math>

<math>F=1{,}60\cdot10^{-19}\cdot2{,}0\cdot10^6\cdot0{,}20\,\mathrm{N}</math>

<math>F=6{,}4\cdot10^{-14}\,\mathrm{N}</math>

{{BR}}
== Beispiel: Radius einer Elektronenbahn ==

Ein Elektron fliegt mit <math>v=3{,}0\cdot10^6\,\mathrm{m/s}</math> senkrecht in ein Magnetfeld mit <math>B=0{,}010\,\mathrm{T}</math>. Mit <math>m_\mathrm{e}=9{,}11\cdot10^{-31}\,\mathrm{kg}</math> und <math>|q_\mathrm{e}|=1{,}60\cdot10^{-19}\,\mathrm{C}</math> ergibt sich:

<math>r=\frac{m_\mathrm{e}v}{|q_\mathrm{e}|B}</math>

<math>r\approx1{,}7\cdot10^{-3}\,\mathrm{m}=1{,}7\,\mathrm{mm}</math>

Das Elektron bewegt sich auf einer kleinen Kreisbahn. Seine Drehrichtung ist der eines positiv geladenen Teilchens entgegengesetzt.

{{BR}}
== Beispiel: Kraft auf einen Leiter ==

Ein Leiterstück der Länge <math>l=0{,}15\,\mathrm{m}</math> steht senkrecht in einem Magnetfeld mit <math>B=0{,}40\,\mathrm{T}</math>. Es fließt ein Strom von <math>I=2{,}0\,\mathrm{A}</math>.

<math>F=BIl</math>

<math>F=0{,}40\cdot2{,}0\cdot0{,}15\,\mathrm{N}=0{,}12\,\mathrm{N}</math>

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= Typische Fehler =

# [[Vorzeichen]]: Bei negativer Ladung muss die mit der rechten Hand bestimmte Richtung umgekehrt werden.
# [[Winkel]]: In der Formel steht der Winkel zwischen Bewegungsrichtung und Magnetfeld.
# [[Geschwindigkeit]]: Ein Magnetfeld ändert bei einem einzelnen Teilchen nicht den Betrag der Geschwindigkeit, sondern ihre Richtung.
# [[Stromrichtung]]: Die technische Stromrichtung verläuft außerhalb einer Spannungsquelle von Plus nach Minus und ist der Elektronenbewegung entgegengesetzt.
# [[Kreisbahn]]: Die Lorentzkraft zeigt bei der Kreisbewegung immer zum Mittelpunkt der momentanen Bahn.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Wann ist der Betrag der magnetischen Lorentzkraft maximal?'''
(Wenn Geschwindigkeit und Magnetfeld senkrecht zueinander stehen)
(!Wenn das Teilchen ruht)
(!Wenn Geschwindigkeit und Magnetfeld parallel sind)
(!Wenn kein Magnetfeld vorhanden ist)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Größe wird in Tesla gemessen?'''
(Die magnetische Flussdichte)
(!Die elektrische Ladung)
(!Die Kraft)
(!Die Geschwindigkeit)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Formel beschreibt den Betrag der magnetischen Lorentzkraft auf eine Punktladung?'''
(F gleich Betrag von q mal v mal B mal Sinus alpha)
(!F gleich m mal v)
(!F gleich q geteilt durch B)
(!F gleich B geteilt durch I)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie ist die Lorentzkraft zur Geschwindigkeit gerichtet?'''
(Senkrecht zur Geschwindigkeit)
(!Immer parallel zur Geschwindigkeit)
(!Immer entgegengesetzt zur Geschwindigkeit)
(!Unabhängig von der Geschwindigkeit)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht mit der kinetischen Energie eines Teilchens im reinen Magnetfeld?'''
(Sie bleibt durch die magnetische Lorentzkraft unverändert)
(!Sie wächst immer)
(!Sie sinkt immer)
(!Sie wird vollständig in Wärme umgewandelt)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie verändert sich der Bahnradius bei größerer Teilchenmasse?'''
(Er wird bei sonst gleichen Größen größer)
(!Er wird immer null)
(!Er wird bei sonst gleichen Größen kleiner)
(!Er bleibt unabhängig von der Masse gleich)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was musst Du bei einer negativen Ladung beachten?'''
(Die Kraftrichtung ist gegenüber einer positiven Ladung umgekehrt)
(!Die Kraft verschwindet immer)
(!Das Magnetfeld kehrt sich automatisch um)
(!Die Geschwindigkeit wird sofort null)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Bahn entsteht bei senkrechtem Eintritt in ein homogenes Magnetfeld?'''
(Eine Kreisbahn)
(!Eine Parabelbahn)
(!Eine geradlinige Bahn)
(!Eine zufällige Bahn)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Formel gilt für einen geraden stromdurchflossenen Leiter?'''
(F gleich B mal I mal l mal Sinus alpha)
(!F gleich q mal E)
(!F gleich m mal g)
(!F gleich U geteilt durch R)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wofür steht das W in der UVW-Regel?'''
(Wirkung durch die Kraft)
(!Widerstand des Leiters)
(!Wellenlänge des Feldes)
(!Wärme des Teilchens)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Lorentzkraft || Kraft auf eine bewegte Ladung im Magnetfeld
|-
| Tesla || Einheit der magnetischen Flussdichte
|-
| Kreisbahn || Bewegung bei senkrechtem Eintritt
|-
| Schraubenbahn || Bewegung mit paralleler und senkrechter Geschwindigkeitskomponente
|-
| Stromleiter || Gesamtkraft auf viele bewegte Ladungsträger
|-
| Drei-Finger-Regel || Bestimmung der Kraftrichtung
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Rechte Hand'''
| Positive Ladung
|-
| '''Entgegengesetzte Kraftrichtung'''
| Elektron
|-
| '''Keine magnetische Kraft'''
| Parallele Bewegung
|-
| '''Maximale magnetische Kraft'''
| Senkrechte Bewegung
|-
| '''Schraubenbahn'''
| Schräge Bewegung

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Tesla || In welcher Einheit wird die magnetische Flussdichte gemessen?
|-
| Lorentz || Nach welchem Physiker ist die Kraft benannt?
|-
| Kreisbahn || Welche Bahn entsteht beim senkrechten Eintritt in ein homogenes Magnetfeld?
|-
| Magnetfeld || In welchem Feld wirkt die magnetische Komponente der Lorentzkraft?
|-
| Elektronen || Welche negativ geladenen Teilchen bewegen sich in einem Metalldraht?
|-
| Kreuzprodukt || Welche Vektoroperation steckt in der Formel für die magnetische Lorentzkraft?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Lorentzkraft+Physik </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Die magnetische Lorentzkraft wirkt auf eine { bewegte } elektrische Ladung. Ihre Richtung steht senkrecht zur Geschwindigkeit und zum { Magnetfeld }. Der Betrag enthält den Sinus des Winkels { alpha }. Bei senkrechtem Eintritt ist die Kraft { maximal }. Bei paralleler Bewegung ist die magnetische Kraft { null }. Ein Teilchen mit senkrechter Geschwindigkeit bewegt sich auf einer { Kreisbahn }. Die magnetische Lorentzkraft verändert nicht den Betrag der { Geschwindigkeit }. Bei negativer Ladung wird die bestimmte Kraftrichtung { umgekehrt }. Auf einen geraden Stromleiter wirkt die Kraft proportional zur { Stromstärke }. Im Geschwindigkeitsfilter gleichen sich elektrische und magnetische { Kraft } aus.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Pfeildiagramm]]: Zeichne je ein Beispiel mit positiver und negativer Ladung und kennzeichne Geschwindigkeit, Magnetfeld und Kraft.
# [[Magnetfeldsymbol]]: Gestalte eine Lernkarte, die Punkt- und Kreuzsymbol mit einem Pfeilmodell erklärt.
# [[Drei-Finger-Regel]]: Produziere eine kurze Fotostrecke, in der Du die Handregel Schritt für Schritt zeigst.
# [[Alltagsanwendung]]: Wähle Elektromotor, Lautsprecher oder Teilchenstrahl und erkläre die Rolle der Lorentzkraft in fünf Sätzen.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Leiterschaukel]]: Plane einen sicheren Schulversuch und formuliere Vorhersagen für das Umpolen von Strom und Magnetfeld.
# [[Messreihe]]: Entwirf eine Tabelle zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Stromstärke und Kraft auf einen Leiter.
# [[Simulation]]: Untersuche digital, wie sich Bahnradius und Drehrichtung bei Änderungen von Masse, Ladung, Geschwindigkeit und Magnetfeld verändern.
# [[Erklärvideo]]: Erstelle ein zweiminütiges Video zur Frage, warum ein Magnetfeld die Geschwindigkeit umlenkt, aber die kinetische Energie nicht verändert.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Herleitung]]: Leite aus Lorentzkraft und Zentripetalkraft die Formel für den Bahnradius her und erläutere jeden Umformungsschritt.
# [[Fadenstrahlrohr]]: Entwickle einen Versuchsplan zur Bestimmung des Verhältnisses von Elektronenladung zu Elektronenmasse.
# [[Massenspektrometer]]: Entwirf ein vereinfachtes Gerät aus Geschwindigkeitsfilter und Ablenkfeld und erkläre, wie zwei Isotope getrennt werden.
# [[Fehleranalyse]]: Sammle vier typische Fehler bei Richtungsaufgaben, entwickle Gegenstrategien und teste sie an selbst erstellten Beispielen.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Richtungswechsel]]: Ein positives Ion wird nach oben abgelenkt. Begründe, was geschieht, wenn nur Ladungsvorzeichen, nur Bewegungsrichtung oder nur Magnetfeldrichtung umgekehrt werden.
# [[Teilchenvergleich]]: Zwei Teilchen fliegen mit gleicher Geschwindigkeit senkrecht in dasselbe Magnetfeld. Entwickle eine Regel, mit der Du ihre Bahnradien aus Masse und Ladung vergleichst.
# [[Energieargument]]: Erkläre mit dem Skalarprodukt, warum die magnetische Lorentzkraft keine Arbeit verrichtet, obwohl sie die Bewegung sichtbar verändert.
# [[Versuchsdeutung]]: In einer Leiterschaukel verdoppelt sich die Stromstärke. Formuliere eine überprüfbare Vorhersage und nenne Bedingungen, die konstant bleiben müssen.
# [[Anwendungsanalyse]]: Vergleiche Geschwindigkeitsfilter und Massenspektrometer hinsichtlich Zweck, Feldern und beobachtbarer Teilchenbahn.
# [[Modellkritik]]: Beurteile, wann die Kreisbahnformel ungeeignet wird, etwa bei inhomogenen Feldern, relativistischen Geschwindigkeiten oder zusätzlichen Kräften.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen überzeugenden Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

# die Lorentzkraft sprachlich, zeichnerisch und mathematisch beschreiben kannst.
# Richtungsaufgaben für positive und negative Ladungen sicher löst.
# Kraft, Bahnradius oder Leiterkraft mit Einheiten berechnest.
# Kreisbahn, Schraubenbahn und geradlinige Bewegung unterscheidest.
# ein Experiment auswertest und Messgrößen sinnvoll verknüpfst.
# eine technische oder natürliche Anwendung fachlich erklärst.
# typische Fehler erkennst und Deine Lösung begründest.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

Die Lorentzkraft verbindet elektrische Ladungen, magnetische Felder und Bewegungen. Für ein vollständiges Verständnis sind besonders Vektoren, Kräfte, Kreisbewegungen und elektrische Ströme wichtig.

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Lorentzkraft]]'''
# [[Elektrische Ladung]]
# [[Magnetfeld]]
# [[Magnetische Flussdichte]]
# [[Drei-Finger-Regel]]
# [[Kreisbewegung]]
# [[Zentripetalkraft]]
# [[Elektrischer Strom]]
# [[Elektromotor]]
# [[Massenspektrometer]]
# [[Zyklotron]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Elektrizitätslehre]]
[[Kategorie:Magnetismus]]
[[Kategorie:Elektrodynamik]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]
[[Kategorie:Oberstufe]]
[[Kategorie:Schule]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Lorentzkraft - Physik - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt