Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 19: Postersitzung

DD 19.40: Poster

Dienstag, 9. März 2010, 16:00–18:00, Foyer Osteingang

Zu Faradays Induktionsgesetz — •Dirk Frömbgen¹ und Fritz Siemsen² — ¹Universität Koblenz — ²Institut für Didaktik der Physik der J. W. Goethe-Universität Frankfurt am Main, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt

Gibt es 2 verschiedene elektrodynamische Gesetze derselben elektromagnetischen Induktion, nämlich sowohl das faradaysche Induktionsgesetz als auch die maxwellsche Gleichung über die elektrischen Feldwirbel, oder inwiefern sind beide vielmehr gleichbedeutend? Inwiefern gelten sie sogar in beschleunigten Bezugssystemen und Gummiwelten? Wie Galilei-invariant (unrelativistisch) ist das integrale faradaysche Induktionsgesetz? Ist dessen nichtrelativistische Herleitung bereits relativistisch korrekt? Was hat die Lorentzkraft im Grunde mit der elektromagnetischen Bewegungsinduktion zu tun? Ist diese relativ?

Auf all diese leidigen Grundfragen, welche bereits die Sachanalyse des Fahrrad-Dynamos bedingen, antwortet eine verblüffend einfache Herleitung, die insofern wichtig ist, als Faradays Gesetz didaktisch bereits ergiebig wird, bevor andere elektromagnetische Grundgesetze verfügbar sind. Zudem klärt sie exemplarisch das Verhältnis der Physik zur Mathematik, ohne eine Analysis zu erfinden.

Wir klären die Sache aufgrund der vom elektrischen Strom bekannten Kontinuität der Strömung des magnetischen Flusses so, dass dieser sich zum elektrischen Strom dual komplementär verhält, als Beitrag zur Elementarisierung der Induktion beim Planen von Physikunterricht, also mit Rücksicht auf die Universalität der Induktionserscheinung.