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2 Elektrodynamik

Die mit Abstand wichtigste Kraft in der Physik ist die elektrische, da sie einerseits eine große Reichweite besitzt und anderseits von ihrer Stärke alle anderen bei weitem übertrifft. Physik müsste daher eigentlich immer mit Elektrodynamik beginnen, auch wenn Physikunterricht wegen des starken Bezugs zur Alltagserfahrung normalerweise bei newtonscher Mechanik startet. Eng verbunden mit der Elektrodynamik ist die spezielle Relativitätstheorie, welche ursprünglich nur dazu entwickelt wurde, die sonderbare, bezugssystemunabhängige Konstanz der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen zu erklären. In der Quantinotheorie braucht man diese nicht länger, da die immer gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen bereits in den Postulaten der Quantinotheorie versteckt enthalten ist. Die spezielle Relativitätstheorie wird damit gegenstandslos. Gleichwohl liefert die Quantinotheorie bei den Testexperimenten der speziellen Relativitätstheorie identische Resultate.

2.1 Die elektrische Kraft

Ein Blick auf die Regeln des Abschnittes 1.1.2 zeigt, dass sich Einheitsladungen mit gleichem Vorzeichen abstoßen und mit unterschiedlichem Vorzeichen anziehen.

Anmerkung: Dem Physiker mag das Gezeigte wahrscheinlich sehr vertraut erscheinen. Er sollte sich an dieser Stelle jedoch bewusst sein, dass hier nicht die Newtonschen Gesetze verwendet wurden, sondern ausschließlich die Regeln des Abschnittes 1.1.2.

Abbildung 2.1.1: Abstoßung zweier positiver Einheitsladungen. Es werden nur Quantinos in der Darstellungsebene gezeigt.
Abbildung 2.1.2: Anziehung zwischen einer positiven und einer negativen Einheitsladung. Es werden nur Quantinos in der Darstellungsebene gezeigt.

Die Abbildung 2.1.1 zeigt zwei ruhende positive Einheitsladungen, die sich in einem gewissen Abstand zueinander befinden. Da beide Einheitsladungen Quantinos aussenden, gelangen immer wieder einige der einen Einheitsladung in den Wirkungsbereich der anderen. Nach Regel 1, kommt es bei einer Wechselwirkung zwischen einem positiven Quantino und einer positiven Einheitsladung zu einer Geschwindigkeitsänderung der Einheitsladung in Bewegungsrichtung des Quantinos. Als Folge stoßen sich beide Einheitsladungen gegenseitig ab. Die Stärke der Abstoßung nimmt dabei mit der Entfernung ab, da sich die Wahrscheinlichkeit, dass ein Quantino der einen Einheitsladung in den Wirkungsbereich der anderen gelangt, mit zunehmenden Abstand immer weiter verkleinert. Für allgemeine Ladungen gilt des weiteren, dass die Abstoßung abhängig ist von der Ladungsmenge, da durch mehr Ladung mehr Quantinos emittiert werden.

Wie man weiterhin sieht, scheint die Abstoßung nicht ganz regelmäßig bzw. symmetrisch zu sein. Der Grund hierfür ist, dass Einheitsladungen niemals vollständig in Ruhe sein können, da sie zufällig Quantinos emittieren und mit diesen nach Regel 2 auch selbst wechselwirken. Ort und Geschwindigkeit einer Einheitsladung ändern sich daher ständig etwas, sogar dann, wenn sich in der näheren Umgebung keine anderen Ladungen aufhalten. Im zeitlichen Mittel, aber auch im Mittel über viele "Einzelexperimente", verschwindet diese Zufälligkeit und man gelangt zu deterministischen physikalischen Gesetzmäßigkeiten.

Für sehr viele Quantinos wird der Einfluss des Zufalls also immer kleiner. Wenn sich die Ladungen zusätzlich relativ zueinander nicht zu schnell bewegen und der Abstand nicht zu klein ist, so gilt in guter Näherung das Coulombgesetz. Abbildung 2.1.2 zeigt, dass sich zwei Ladungen unterschiedlichen Vorzeichens gegenseitig anziehen, da Ladungen und Quantinos wechselseitig unterschiedliches Vorzeichen haben und daher zu einer Geschwindigkeitsänderung entgegen der Quantino-Bewegungsrichtung führen.

Alle übrigen Kräfte, zumindest aber die Schwerkraft und die magnetische Kraft, scheinen sich auf die elektrische Kraft zurückführen zu lassen. Aus Sicht der Quantinotheorie macht es daher Sinn, ganz allgemein von der Kraft zu sprechen, auch wenn an dieser Stelle zunächst nur die Coulombkraft plausibel gemacht wurde. Ihre Wirkung besteht darin, die Geschwindigkeit von Ladungen zu verändern. Je größer die Kraft ist, desto größer wird die Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit. Es ist offensichtlich, dass die Zahl der pro Raumvolumen vorhandenen Quantinos, aber auch deren Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit die Stärke der Kraft bestimmt.