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Feldlinie

Feldlinien oder Kraftlinien sind gedachte oder gezeichnete Linien (i.a. gekrümmt), die die Richtung der von einem Feld auf einen Testkörper ausgeübten Kraft veranschaulichen. Die an eine Feldlinie gelegte Tangente gibt die Kraftrichtung im jeweiligen Berührungspunkt an.

Beispielsweise sind die Feldlinien eines Gravitationsfeldes jene Linien, die in Richtung der Schwerkraft verlaufen. Auf der Erde - im Erdschwerefeld - sind diese Kraftlinien praktisch Geraden, die Lotlinien oder Vertikalen, die man durch ein Schnurlot sichtbar machen kann. Auch bei den magnetischen Feldlinien eines kleinen Magneten ist die Visualisierung möglich - durch den in Schulen oft gezeigten Versuch mit Eisenfeilspänen (siehe Bild).

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften

Richtung (Orientierung) von Feldlinien

Theoretischer Hintergrund

Der Begriff Feldlinie gehört zu Potentialfeldern der Physik und Geophysik. Die Feldlinie bezeichnet die Richtung des Gradienten eines Potentials.

Der Begriff ist nur in Feldern sinnvoll, in denen eine Richtung ausgezeichnet ist, also Feldern vektorwertiger Größen, so etwa Kraftfeldern, elektrischen und magnetischen Feldern, Strömungsfeldern. In Feldern skalarwertiger Größen, so auch den Potentialfeldern selbst, ist keine Richtung ausgezeichnet, so dass auch keine Feldlinien denkbar sind. Feldlinien gibt es dagegen im Feld des Gradienten eines skalaren Feldes, also der Richtung der stärksten Änderung.

Formal charakterisiert man z. B. im elektrischen Feld die Feldlinien im Punkt durch die Gleichung

Dieser Gleichung genügen wegen der Definition des Kreuzprodukts alle Vektoren, die parallel zu den Feldlinien in diesem Punkt sind. Im zweidimensionalen Fall (dz = Ez = 0) reduziert sich diese Gleichung auf

Siehe auch