Elektromagnetismus • Aristoteles ⯈ Stringtheorie (10) | Josef M. Gaßner

Herzlich willkommen zu Urknall Weltall und das Leben von Aristoteles zur Stringtheorie. Da packen wir heute mal den Elektromagnetismus an. Elektrizität, das ist selbstverständlich heutzutage werden Sie denken. Hm, es gibt tatsächlich eine Menge Menschen, die keinen Zugang zu Strom haben, zuur Elektrizität. zu moderner Versorgung. Ein Sechstel, ein Sechstel der Weltbevölkerung. Das ist schon schon erstaunlich, aber schauen wir uns mal die Details des elektrischen Stromes an, würde ich sagen. Bis zu Tales von Mile. Also, das ist sowieso immer wieder erstaunlich, wie viele Ideen auf den zurückgehen. Aber damals schon im Altertum, da haben die Leute irgendwelche Gegenstände als Bernstein. Also, ich habe jetzt hier keinen Bernstein, aber das Prinzip ist klar. Sie haben irgendwelche Gegerstände als Bernstein genommen, mit Wolle gerieben und dann haben sie festgestellt, dass sie dann mit diesen Gegenständen z.B. ganz ganz kleine Bestandteile anziehen konnten oder auch abstoßen konnten. Also heute wissen wir natürlich äh durch dieses Reiben werden da irgendwie Elektronen versetzt und wenn es dann isolierende Gegenstände sind, dann können die nicht so ohne weiteres abfließen und wenn sie dann irgendwo hinkommen, dann also ist es statisch aufgeladen. Ja, am besten sie kennen es natürlich aus dem Auto. Passiert denn das auch öfters? Sie reiben sich irgendwie in [gelächter] ihrem Autositz und dann steigen sie aus und dann fassen sie irgendwas an und dann macht's irgendwie so Britzel oder sie gehen mit Schuhen über irgendeinen Teppichboden und dann fassen sie die Türklinke an. Es ist alles dasselbe Effekt. Irgendwas wird statisch aufgeladen und dann fließt irgendwann ab, wenn wenn die Gelegenheit besteht. Und diese Kraft, die wollte man natürlich verstehen. Klar, da gab's verschiedene Modelle und das Schöne war, man konnte jetzt schon zurückgreifen auf etwas, wie er Newton so schön gesagt hat, wir stehen auf den Schultern von Riesen. Man wusste jetzt schon um, also später jetzt zumindest nachteiles von Mil, man wusste schon um diese Dinge mit der Gravitation. Man hatte z.B. auch diese Gravitationsdrehwage schon im Kopf. erinnern Sie sich, hatte das hier mal gezeigt, diese Drehwage mit diesen beiden Massen und dann manipulieren Sie die Massen durch weitere Massen, dann dreht sich das Ganze und anhand der des Fadens können sie dann den Widerstand messen und genau dasselbe wurde jetzt gemacht, nur nicht mit gravitativ irgendwie, also nicht mit massereichen Dingen, sondern mit Ladung. Man hat also wieder irgendwelche Kugeln genommen, hat die mit Ladung versehen, hat der Ladung drauf gelöffelt, wenn man so will. Und äh dann hat man mal geschaut, na ja, wie stark ziehen sich die denn an? Und bei der newtonischen Betrachtungsweise hatten wir doch auch gesehen, dass wenn eine Kraft zentral zieht, dann wird sie mit dem Quadrat des Abstandes abfallen. Und da hatten wir keine Einschränkung gemacht irgendwie. Das muss mit Masse zu tun haben oder was auch immer. Es gilt also völlig analog jetzt für eine weitere Kraft, die einfach mit Ladungen zu tun hat. Und sie können sogar die Stärke dieser Beziehung wieder ausmessen mit der völlig analogen Überlegung dieser Drehwage. Also Kavendisch hat hier gewissermaßen schon die Vorarbeit geleistet und Coulon Charles Augustin de Coulon, der hat genau das durchgeführt und hat diese Kraft vermessen und was was kam dabei raus? Natürlich dieser völlig identische Aufbau. Es gibt also hier eine elektrische Kraft. Dann sie mal Kraft elektrisch. So und dann gibt's hier wieder so ein Vorfaktor, so ähnlich wie wir die Gravitationskonstante hatten. Na ja, gut, der ist jetzt hier ein bisschen komplizierter. 4 Y0 soll Pi sein. Ist also nur mal eine Konstante mal und dann kommt jetzt drauf an. Ladung 1 mal Ladung 2 schreibe ich hier mal groß Q mal Q. Ja, durch Radius Quadrat. Das erinnert sie das nicht an das? Also wir ansonsten hätten wir hier oben die Massen gehabt und die Gravitationskonstant. Das konnte genau vermessen. Damit war schon mal so die erste Tür aufgestoßen. Also dann kam Hans Christiansted ein Däne, der hat dann schon mal erkannt, aha, da gibt's auch Magnetismus, da konnte er schon mit permanent Magneten hantieren. Hat auch schon gesehen, dass das strom durchflossene Leiter ein Magnetfeld generieren, induzieren. hat auch schon erkannt, ui, das geht nur, wenn sich die Ladungen irgendwie bewegen. Also Magnetfeld hatte irgendwie was mit Bewegung von Ladungen zu tun, während das elektrische Feld hier keine Bewegung irgendwie beinhaltet, sondern das gilt immer, dann brauchen sie nur Ladung. Und dann kam der Held in dieser ganzen Geschichte Michael Faraday. Der hatte dieses Bild mit diesen Gravitations Feldern übersetzt jetzt in elektromagnetische Felder mit Feldlinien. Und diese diese verbesserte Sichtweise, diese vereinfachte Sichtweise, sagen wir mal so, die hat es ihm erlaubt, die Dinge besser zu verstehen. Er hat z.B. erkannt, dass es sowas wie Induktion gibt. Was ist damit gemeint? Wenn man solche Magnetfeldlinien hat, mal jetzt hier ein paar so Feldlinien. Je stärker das Magnetfeld, umso dichter sind die Feldlinien. Also, da gibt's jetzt irgendwie so ein Magnetfeld B und jetzt kreuzen sie diese Linie. Also, sie bewegen in diesem Magnetfeld einen Leiter, wie wir gerade gehört haben. Sieht dann so aus. nehme jetzt hier meine Leiter und den ziehe ich jetzt hier irgendwie durch dieses Magnetfeld. Und jetzt kommt's natürlich drauf an, wie ich das tue. Also, es ist ein Unterschied, ob ich das in diesem Winkel tue. Kann ich hier mal aufzeichnen, wenn ich jetzt hier so durchgehe oder wenn ich z.B. horizontal durchgehe. Wenn ich horizontal durchgehe, werde ich in derselben Länge natürlich mehr Feldlinien schneiden. Alles klar, weil ich effizienter bin. Mach's mir ein anderen Farbe. Er hat also erkannt, dass es eine Rolle spielt, wie ich mich bewege. Entweder bin ich schnell genug, um viele Feldlinien zu schneiden oder ich habe einen sehr günstigen Winkel. Das verhilft mir zu mehr Induktion. Es gab also offensichtlich jetzt in in dieser ganzen Betrachtung eine Kraft, die hatte zu tun mit einer Geschwindigkeit, Kreuz, einem Magnetfeld. Und diese Kreuzgeschichte, die hatten wir auch schon mal ganz, wenn Sie sich erinnern. Was war das? Das war das Produkt von diesen beiden Größen. Da musste man nur noch den Sinus Alpha hinzunehmen. Und das ist jetzt genau dieser Winkel, der hier auftaucht. Hier spielt dieser Winkel rein. Sehen Sie das? Also, wenn Sie den Winkel null haben, okay, dann können Sie hier durchfahren. D schneiden sie irgendwie die Feldlinien gar nicht. Sinus von 0 ist 0 und wenn sie 90° nehmen, dann sind sie am effektivsten. Ja, Sinus von 90° ist dann 1 und dann kriegen sie genau V* B. Also man erkannte, es gibt zwei Komponenten, wenn es um diese diesen Elektromagnetismus geht. Hier ist er schon beides vereint in diesem Wort. Da gibt's also eine Kraft. Die hat einmal zu tun mit einem elektrischen Feld. Das hat mir jetzt völlig analog zum Gravitationsfeld definiert. Beim Gravitationsfeld hatten wir hier eine kleine Masse mal eine große Masse. Dann hat mir hier einfach die kleine Masse Probemasse weggelassen und nur das Potenzial der großen Masse betrachtet. Dasselbe machen wir jetzt mit den Ladungen. Das heißt, wir kriegen sowas wie die eigentliche Ladung Q mal E. Mach's mal hier ganz langsam. I ist das elektrische Feld und dann kam noch so ein Term hinzu, Q mal V Kreuz B, der versetzte dann diese Ladungen offensichtlich auch in Bewegung. Muss auch eine Kraft wirken. Wenn man es jetzt geeignet macht, kann man das Kuh noch ausklammern. Da wird's noch übersichtlicher. Sieht es so aus? Also, man nennt es auch die Lorenzkraft. Diese Beziehung, die wirkt jetzt unscheinbar, aber die hat die Welt verändert. Also die Tatsache, dass wir jetzt hier Licht haben und eine Kamera haben und all diese Geschichten, es hat mit Strom zu tun, mit Elektrizität. Das muss irgendwo herkommen. Und hier was was hier steht, ist einfach nur wie schnell bewegt sich etwas in einem Magnetfeld, einer bestimmten Stärke und unter welchem Winkel. Und und mit auf diese Art und Weise werden jetzt z.B. irgendwelche Wasserkraftwerke mit Rädern ausgestattet und diese Räder bewegen sich dann das sind einfach nur Leiter dann in einem Magnetfeld und dann wird dann hier ein Strom induziert, Turbinen, alles funktioniert nach diesem Prinzip. Das heißt, irgendwo machen sie sich diese schicken sie die Ladungen auf die Reise, wenn man so will. Also da da haben sie einen Leiter und in dem Leiter gehen jetzt Ladungen auf die Reise. Haben sie dann irgendwie so eine Konstellation. Die fangen jetzt an sich zu bewegen, weil eine Kraft auf sie wirkt und die sind eingesperrt in diesem Leiter. Und dann führen sie den Leiter ans andere Ende der Stadt und am anderen Ende der Stadt machen sie gena. Da haben Sie so einen Leiter, da ist erstmal nichts los und der steht jetzt in einem permanent Magneten beispielsweise oder sie haben irgendeine andere Konstellation und dann kommen die Teilchen an und bewegte Teilchen und die bewegten Ladungen spüren eine Kraft, weil sie die Feldlinien des Permanentmagneten schneiden und dadurch wird auf diesen Leiter eine Kraft ausgeübt. Das heißt, mit diesem Leiter können Sie jetzt wieder irgendeine Arbeit verrichten. Das ist das geniale Konzept gewesen. Irgendwo, wo Sie was haben, was ihnen die Arbeit zur Verfügung stellt, diese Eigenschaft transportieren Sie jetzt ganz woanders hin und dort, wo Sie es brauchen können, übersetzen Sie es wieder auf diese Art und Weise in eine Bewegung. Und das ist das ist eine wunderbare Geschichte, eine wunderbare Erfolgsgeschichte, die die Welt wie gesagt komplett verändert hat. Der nächste Akteur in dem ganzen Geschehen, Andre Marie Amper, die war an sogar sogar gelungen ein Messgerät zu entwickeln, um all diese diese Ströme und diese ganzen Geschichten zu ermitteln, zu quantifizieren. Der hat übrigens bis an sein Lebensende daran zu knappern gehabt, dass er nicht auf dieses Induktionsgesetz gekommen war selber. Er hat nämlich gesehen bei seinem Messgerät immer wenn er eingeschaltet hat, da hat der Zeiger so so ein Ausschlag gemacht und dann ging es erst los und hat es irgendwie für einen Schmutzeffekt gehalten. Natürlich war dieses Einschalten, also wenn hier Strom durch den Leiter fließt, dann kommt's zu diesem Magnet kommt zu diesem Effekt. Das heißt beim Einschalten war dieser ganz kurze Impuls der Induktion. Da hätte er ihn selber, er hat ihn praktisch jedes Mal gesehen, aber er ist nicht drauf gekommen, dass er dieses Gesetz hier selber formuliert hätte und das hat ihn bitter gegrämt, hat er selber geschrieben. So hat natürlich Farad so diese großen Lorbären eingestrichen. Bei diesem durchfließen der Leiter muss man nur sagen, da gibt's jetzt eine einfache Regel. Wenn was, wenn ein negatives negativ geladenes Teilchen durch so einen Leiter fließt, dann nimmt man immer die rechte Handriegel, die die linke Handriegel, die linke Handregel für negative. Das heißt, dass der Daumen gibt die Richtung an, in die das Zeichen geht. Dann haben sie immer in Form ihrer anderen Finger das Magnetfeld. Das würde jetzt also hier so um den Leiter herumgehen. Man zeigt es durch den Zeigefinger und dann haben sie die Kraft, die jetzt dadurch ausgeübt wird auf dieses Gebilde, die zeigt dann in die Richtung des dritten Fingers. Also so kriegen sie die Richtung dieser Kraft, wenn sie die Geschwindigkeit, das ist das ist V, das ist B und das hier ist die Kraft. So kann man sich das merken. Und bei geladenen positiv geladenen Teilchen ist es die rechte Hand. Geschwindigkeit, Magnetfeld, Kraft. Wirklich spannend finde ich auch die Frage, was wird jetzt hier eigentlich erhalten? Also was passiert eigentlich konkret, wenn ich irgend so einen Leiter habe? Ich wir hatten die Bewegung am Anfang, ich habe das Beispiel Wasserkraft, das heißt, wir bewegen etwas in einem Feld. Dadurch werden hier Ladungen in einem Leiter in Bewegung versetzt. Und dann am Ende wird dann wieder der ganze Leiter, also die Ladungen sind halt eingesperrt auf dem Leiter. In Wirklichkeit werden die Ladungen versetzt, aber dadurch eben der ganze Leiter wieder in Bewegung versetzt an einem ganz anderen Ort. Was ist hier jetzt wirklich passiert, wenn man es zu Ende denkt? Merken Sie es? Impulserhaltung. Irgendetwas hat sich bewegt am Anfang, das Mühlrad, die Turbine, Drehimpuls. Zwischenzeitlich ist irgendwie sind Elektronen in Bewegung, aber es ist es ist von diesem Drehimpuls, der ist gewissermaßen im in diesem Feld speichert. Das ist das ist doch was völlig Neues jetzt an diesem Ansatz. Und am Ende geht das ganze wieder in irgendeine Bewegung über in irgendein irgendein Elektromotor wird angetrieben. Das heißt, was wir dazu lernen ist, man kann durchaus auch Größen wie einen Drehimpuls in einem Feld speichern. Also, das ist schon eine bemerkenswerte Erkenntnis. Okay, jetzt möchte man natürlich wissen, diese Ladung, diese Elektronen, wie wir es heute wissen, die sich da bewegen. Ja, wie wie ist denn diese Ladung? Also heute wissen wir, das ist 1,6 x 10 noch -19, aber das musste natürlich zum ersten Mal ermittelt werden. Und da kamst einem weltberühmten Experiment, den Milliken Versuch. Die Idee ist ganz einfach. Man nimmt zwei Platten für diesen Ladungen, also ein Kondensator. Hier oben haben jetzt z.B. irgendwelche positiven Ladungen hier unten irgendwelche negativen Ladungen. Also mit anderen Worten, die Platten sind jetzt hier angeschlossen an irgendein Gerät und mit da können sie jetzt einfach die Spannung hochdrehen. [schnauben] Man hatte dann das B vermessen und ermittelt und hatte längst erkannt diese Spannung um die es hier geht. Wenn Sie die dividieren durch diesen Abstand D, dieser beiden Platten, dann gibt es genau das elektrische Feld. Auf diese Art und Weise konnte man jetzt hier so ein definiertes Feld anlegen. Und jetzt ist die Idee folgende. Das ganze Experiment findet statt auf unserem Planeten. Das heißt, was immer Sie hier einbringen in die Platten, das wird nach unten angezogen von der Gravitation. Wenn es ih also jetzt gelingt, hier irgendwelche Tröpfchen einzusprühen. Anfangs hatte man Wassertröpfchen verwendet, die haben die angenehme Eigenschaft, die sind nahe zuu kugelförmig, das heißt, da kann man den Radius dann irgendwie rauskitzeln. Dann wirkt auf dieses Tröpfchen jetzt eine Kraft mal nach unten. Na, das ist e mal g ich schreibt das vielleicht hier noch mal hin. Diese blaue Kraft, das war also nichts anders was wie das hatten wir jetzt schon so oft. Das zieht einfach nach unten. Maße mal herbeschleunigung. Dann gibt's eine zweite Kraft, je nachdem, wie sie jetzt die Ladungen haben. Wir haben jetzt hier was negativ geladenes. Das heißt, es wird zur positiven Seite hin angezogen. Diese Kraft, was ist das? Das ist Ladung mal Feld, also Ladung mal U d. Also diese gesuchte Ladung und jetzt müssten Sie, das war die ursprüngliche Idee, jetzt müssten Sie was einsprühen. Das muss eine bestimmte Ladung haben. Die Teichen, die Sie einsprühen, die reiben sich schon irgendwie aneinander. Also, da kriegen sie ganz schnell so eine statische Aufladung. Dann hätten sie das hier geladen in diesen Kondensatorplatten und dann würden sie versuchen, diese Spannung so hoch zu drehen, dass diese diese Kräfte sich genau wegheben. Dann würde das Teilchen da drin schweben, weil einerseits will es nach unten, anderserseits äh die elektrische Kraft zieht nach oben, dann schwebt es da und dann können sie ablesen, bei welcher Spannung haben sie den Schwebezustand und dann könnten sie da irgendwie rumrechnen. Ja, das hat ja aber eine kleine Krucks und zwar hat man festgestellt, das Prinzip ist ganz nett. Erstens diese Wasserteilchen, diese Wassertröpfchen, die waren nach 2 Sekunden waren die schon wie irgendwie verdampft. Also das war nicht so ganz einfach zu beobachten. Dann hat man das von hinten her beleuchtet. Also, ich kann jetzt hier nicht hinter die Tafel, aber von hinten her mit einem Scheinwerfer beleutet von vorne mikroskopiert und ja und es war auch ganz schwierig, den Radius irgendwie rauszukitzeln. Wie groß waren den die Dinger jetzt wirklich? Jetzt konnte man natürlich statt der Masse einfach einsetzen 4/ Drittel, also das Volumen einer Kugel 4/ Drittel R hoch 3 P mal die Dichte von Wasser. Okay, alles schön und gut, aber äh den Radius wirklich genau zu bestimmen, das war nie wirklich glücklich und möglich mit der ganzen Sache. Und dann hat man angefangen und da kommt jetzt ein Herr ins Spiel. Das Ganze ist ist benannt nach einem Herrn Milliken und der kam dann nicht so recht weiter mit diesem Versuchsaufbau. Der war aber dringend drauf angewiesen. Also Miliken hatte sich, der war schon 10 Jahre Dozent an der Hochschule und äh der war so ein bisschen in der Sackgasse angelangt, hat sie sich aber hoch verschuldet durch Hausbauen. Familie ist ist gewachsen und dann kam finanziell groß unter Druck und jetzt hat er irgendein Gebiet gesucht, wo er möglichst schnell Preise abräumen konnte oder wo richtig was zu holen war. Da kam auf diese Idee hier, das war ein vielversprechendes Feld. war in der Sackgasse wiederum und jetzt kommt's ein ein junger Mann Harveyletcher kommt zu Robert Millikan hat sich das ganze angesehen, ein Student und hat gesagt: "Hey, wenn die so schnell verdampfen, bist du schon mal auf die Idee gekommen, da was anderes einzusprühen?" Z.B. Quecksilberkügelchen oder einfach mal Öl, irgendwas, was einfach eine Minute lang hält, kannst du das viel besser mikroskopieren. Könntest du z.B. wir auch beobachten, wie die Teilchen so ganz ganz ganz langsam fallen, weil das Gleichgewicht, wie wir gesehen haben, nicht wirklich ans Ziel führt. Aber man könnte eine weitere Größe mit hinzunehmen. Man könnte berücksichtigen, dass das Ganze natürlich in Luft passiert. Das heißt, es gibt zusätzlich noch ein bisschen Auftrieb, wie alle Gegenstände, die sich in die in Luft fallen. Das heißt, es geben noch eine Auftriebskraft. Das heißt, wir müssten hier von der Masse eigentlich noch die verdrängte Masse der Luft abziehen. Das ist aber relativ wenig. Und man könnte die Reibung im Fallen mit einbeziehen. Und diese Reibung, die hängt jetzt wieder direkt am Radius dieser dieser Tröpfchen. Das war der große Winner. Man nennt es Stok Reibung. Also, ich schreib das hier mal hin. Also, da gibt's so so ein Reibungsterm. Das ist irgendwie sowas wie 6 Pi. Dann gibt's eine Viskosität in Luft und äh und dann hängt es am Radius dieser Kugel und dann und dann hängt es noch an der Geschwindigkeit. Also das je nachdem, wo sie nach oben gehen oder ob sie nach unten gehen. Das zeichne ich hier mal so ein. Und diese Reibung, wenn Sie mit einbeziehen in die ganze Betrachtung, die zieht jetzt wieder. Je nachdem in welche Richtung der Tropfen gerade unterwegs ist. Wenn er jetzt hier ganz nach allmählich nach unten fällt, dann dann zieht die Reibung natürlich wieder nach oben ein bisschen verhindert das nach unten vollkom. Dann stellen Sie die Spannung jetzt so ein. Das ist jetzt der wichtige Punkt. Sie stellen die Spannung jetzt so ein, dass es möglichst mit konstanter Geschwindigkeit fällt dieses Tröpfchen. Dann haben Sie hier über die Beziehung mit dem Radius mit mit der Reibung kriegen Sie den Radius. Den setzen sie dann ein in diese 4 Drittel R hoch 3P und diese Geschichten und dann dann haben sie endlich die Möglichkeit, das auszurechnen und dann konnte HW Fletcher hier bestimmen mit Öltröpfchen. Wie muss er das hier einstellen? Und danach konnte er dann sagen, welche Ladung ist hier wirklich im und die sind fast, also sie waren ein bisschen unterhalb von 1,6 x 10 noch -19 Cool, aber das war das war grandios und dafür gab's natürlich den Nobelpreis und jetzt kommt's. Hav Fletcher an dem Tag, an dem man mit Milliken vereinbart hatte, okay, ich will das machen. Miliken sagte, weißt du was? Du kriegst bei mir eine Stelle als Doktorant. Du machst dieses dieses Experiment und schaust, ob das klappt mit deiner Idee mit diesem Öltröpfchen. Hat er das gemacht? Der war so nervös. Der ist sofort losgezogen. Am selben Nachmittag ist er in die Apotheke und hat dort diese Parfümsprüher sich geholt und hat hier praktisch Tröpfchen eingesprüht in soen ersten provisorischen Versuchsaufbau. War schon schon völlig euphorisch, weil das so super funktioniert hatte und hat die die diese ganze Idee immer weiter vorangetrieben. Tja, und dann hat ihn Milligan überzeugt davon, als es dann ersichtlich war, was das für eine tolle Geschichte ist, hat er gesagt, Har, pass mal auf, wie wäre es eigentlich, wenn wenn ich jetzt diese Sache alleine publiziere und äh wir haben doch noch so eine andere Arbeit, da gibt's so ein Brunche, Molekularbewegung und so. die die publizierst du unter deinem Namen. Da kannst du deine deine habilit deine Promotion abwickeln und dann ist alles in trockene Tücher und und ich ich mache hier ganz alleine diese Publikation. der hat sich dann drauf eingelassen und Milliken hat dann für diese alleinige Publikation natürlich auch alleine den Nobelpreis abgeräumt und hat die hat habe ich vielleicht schon nicht mal erwähnt in der in der Dankesrede Verleihung. Also wir hatten ja an manchen Stellen schon mal diese Geschichte, wie Frauen hier kurz wegkommen in der Naturwissenschaft. Es ist tatsächlich auch einigen Männern so ergangen offensichtlich, dass sie um ihren Ruh da geprellt wurden. Jetzt kommt das menschlich wirklich großartige von HW Fletscher. Der hat das Milligan nicht mehr groß übel genommen. Der war ihm trotzdem dankbar gesagt, ich weißt du was? Ich bin ja trotzdem dankbar. Ich konnte bei dir promovieren und das war eine wunderbare Geschichte und fertig. Hat dann sogar seine eigene Autobiografie zurückgehalten, in der dann die Wahrheit über die ganzen Dinge stand. Und die wurde erst nach seinem Tod erst Postum publiziert. Da wurden gewissermaßen dann die Karten noch mal auf den Tisch gelegt. Vielleicht noch mal kurz dieses Ergebnis dieses Milican Versuchs noch mal plastisch jetzt hier wirklich klar in einem Diagramm. Also was man hier wirklich kriegt bei sehr sehr vielen solcher Durchläufe von diesen Tröpfchen, die trägt man dann hier alle da rein noch in ein Diagramm ein. Hier ist dann sowas wie die Ladung. die sich da ergibt. jetzt mein Q und das ist einfach nur der Abstand, also dies dieser dieser Radius von diesen Tröpfchen und dann möchte man halt idealerweise, dass dass es hier so feste Bereiche gibt und diese Messpunkte, die sollten jetzt idealerweise natürlich möglichst auch in diesen festen Bereichen sein. Was heißt das? Aha, das heißt, das hier ist eine Elementalladung, also 1,6 x 10 -19 Cool. Das ist wieder 1,6, das ist wieder 1,6. Das heißt, sie haben einfach mal ein Tröpfchen mit doppelter Ladung, mal ein Tröpfchen mit dreifacher Ladung, aber sie haben eben hier möglichst nichts dazwischen. Das wäre ein Zeichen dafür, dass diese Ladung ganz klar in Portionen kommt, dass sie quantisiert ist. Insofern im festen Portionönchen zu 1,6 x 10 noch -19 Cool. Und bei Milliken sah das auch super aus. Jetzt halten sie sich fest. Da gab's einen Herrn namens einen Österreicher Felix Ehrenhaft. Und also Nomen ist Omen, der hat diesen diesen Versuch ganz wissenschaftlich sauber durchgeführt und hat festgestellt, dass es hier zwischendrin bei ihm immer noch irgendwelche anderen Ausreißerdaten gab. Und tatsächlich hat Milliken wohl die Daten ein bisschen tja aufgehübscht, würde ich mal sagen. Das heißt, die Daten, die jetzt hier irgendwie nicht so ganz hundertprozentig wen in Frage kommen, die sind auch nicht in seine Statistik eingeflossen. Das kann man jetzt mit mehr oder weniger guten Argumenten irgendwie hinbiegen. Also z.B. Wir können ja zu Tröpfen auch nach hinten raus aus dem aus den Platten und und sagt kann alles mögliche passieren, aber wenn man alles zusammenzieht in diesem Milligan Versuch, dann dann kommt ja schon einiges an bedenklichen Geschichten zusammen. Das muss man wirklich so sehen. Wollte ich in ihren mal kurz erzählen, dass es ja andere gab, die es auch versucht haben. Und bis an sein Lebensende hat der liebe Herr Ehrenhaft noch versucht hier diese Teilchen, diese Ladungen, diese Subelektrons, wie er das nannte, irgendwie noch zu verargumentieren, aber das führte natürlich ins Nirvana, wie wir heute wissen. Und dann schließlich dann kam ein echter Held in dieser ganzen Saga, nämlich James Clark Maxwell. Der hat unglaublich tolle Sachen gemacht. Z.B. auch das erste Farbild ist von Maxwell und er konnte einen mathematischen Überbau herstellen, wenn man so will, eine erste Vereinheitlichung. Heute sind wir auch dabei, diese Kräfte verzweifelt irgendwie unter einen Hut bringen zu wollen, diese Weinheitlichung herbeizuführen. Und Maxwell hat schon mal den Elektromagnetismus, also den Magnetismus und die elektrische Kraft zum Elektromagnetismus vereint und dafür hatte er einen Satz von Gleichungen. [schnauben] Ich scheue es ein wenig, die jetzt anzuschreiben, weil wir brauchen sie nicht an dieser Stelle und die Schreibweise, die moderne Schreibweise, die ist extrem kompakt und da müsste ich jetzt viel erzählen dazu. Genau genommen ist es nämlich so, dass Maxwell selber die Gleichungen, so wie wir sie heute anschreiben, nie gesehen hat. Er hatte auch sechs Gleichungen beispielsweise. Wir wir haben heute reduziert auf vier Gleichungen und das sind Differentialoperatoren und solche Geschichten enthalten. Da möchte ich jetzt gar nicht weiter drauf eingehen. Wichtiges Mal, er konnte zeigen mit diesen Gleichungen, dass eine elektromagnetische Welle immer im Vakuum eine bestimmte Geschwindigkeit hat. Und das waren jetzt ungefähr 3 x 10 noch 8 m pro Sekunde. Kommt denn das bekannt vor? Das ist die Lichtgeschwindigkeit. Und deshalb war er der Meinung, dass Licht auch eine elektromagnetische Welle sei. Also hier kommen die die verschiedenen Aspekte plötzlich zusammen in wunderbarer Art und Weise und das ist ein phänomenaler Schritt gewesen in im Ausbau dieses Weltbildes. Wir werden noch genauer drauf eingehen auf die Eigenschaften des Lichts. Wir werden als nächstes jetzt die Tür aufstoßen hin zur speziellen Relativitätstheorie. Ich möchte ihn nur eine Sache zeigen jetzt. Ich gebe Ihnen einfach mal eine Hausaufgabe auf. Ja, das hätten sie jetzt nicht gedacht. Man schaut sich einfach so Freitag abends mal ein nettes Video an und plötzlich zack kriegt man eine Hausaufgabe drauf gebrümt. War letztes Mal war schon schlimm genug, wo sie plötzlich die la Grang Funktion hier so drüber gekriegt haben, aber jetzt ich meine folgende Idee. So, wir betrachten einen Leiter und der soll stromurchflossen sein. Das ist hier aufgezeichnet. Wir haben also diesen Leiter Querschnitt und diese diese Elektronen, die fließen jetzt in eine bestimmte Richtung. wir hier nach oben und der der Rest ruht. Das heißt, die Elektronen außerhalb dieses Leiters ist noch eine Ladung, z.B. ein Elektron und das soll sich jetzt mit genau derselben Geschwindigkeit bewegen wie die Ladungen im Leiter. Also dieses Ding hier bewegt sich auch mit dieser Geschwindigkeit Vliegt praktisch hier so neben diesen Ladungen her, aber außerhalb des Leiters. Und jetzt haben wir auch gesehen, wenn sich Ladung in einem Leiter bewegt, negative Ladung, linke Handregel nach oben, dann war das hier das Feld. Wenn es also hier nach oben geht, dann geht also das Feld hier so rum. Das heißt, da gibt's also jetzt hier so ein Feld. Das würde so rumgehen und wie da wirkt natürlich jetzt eine Kraft auf dieses geladene Teilchen ist ja klar fehlt Ladung bleiber Kraft haben wir jetzt die ganze Zeit gemacht. Also wie ist diese Kraft? Das Magnetfeld geht also hier so rum in diese Richtung. Jetzt haben wir praktisch linke Hand, also Geschwindigkeit, Magnetfeld. Also man, Sie sehen, bei dieser linke Handringel muss man aufpassen, dass man sich nicht weh tut. Ich vers ich gehe Geschwindigkeit, Magnetfeld und Kraft. Das heißt, die Kraft geht in diese Richtung. Alles sind trockene Tücher, alles wunderbar, alles so, wie wir es jetzt gelernt haben. Und jetzt machen wir einen Gedankensprung. Wir nehmen denselben Leiter. Wir sagen aber jetzt, dass die Ladungen sowohl außerhalb diese Ladung als auch die Elektronen ruhen sollen. Das ist ja nichts anders als wenn ich mich jetzt in das Bezugssystem dieses dieser Ladungsvetze. Ich tue jetzt so, als wäre ich diese Ladung. Wie sieht denn die Welt für mich aus? Ich bin ja genauso schnell unterwegs wie die Elektronen da drin. Aus meiner Sicht bewegen sich die ja von mir nicht weg. Die sind ja nicht schneller oder sonst irgendwas. Das heißt, ich gehe in das Bezugssystem dieser Ladung und sehe die Ruhen alle. Aber dieser Leiter, der ganze Leiter, der fährt an mir vorbei. Ich ruhe ja jetzt. Jetzt fährt der Leiter an mir vorbei und okay, es darf natürlich keinen Unterschied machen, äh ob ich mich jetzt ins Bezugssystem einer solchen Ladung setze und die Welt betrachte oder ob ich mich äh in in das Bezugssystem dieses Leiters setze. Also, wir haben ja hier immer konstante Geschwindigkeiten, das kann ja kein Problem sein. Also schauen wir uns mal, was rauskommt. Schauen wir uns das mal an. Jetzt rechte Handriegel, weil jetzt bewegt sich ja der Leiter. Das heißt, diese blauen bewegen sich jetzt praktisch. Alles andere Hut. Wenn die sich bewegen, rechte Handregel, geht das Feld wieder in dieselbe Richtung. Alles wunderbar. Die Welt ist genauso wie vorher. Wieder dieses Feld. Das heißt, das B-Feld ist wieder das gleiche. Jetzt kommt's. Jetzt frage ich sie. Die Ladung bewegt sich nicht. Wir haben doch gesehen, dass wir dass all diese Kräfte V Kreuz B die Geschwindigkeit hier eine Rolle spielt. Es spielt jetzt es fließt hier die Geschwindigkeit null ein. Das heißt, es gäbe jetzt hier keine Kraft. Das hier fehlt. Das muss aber sein, weil die Welt in aus beiden Bezugssystem betrachtet, muss doch dieselbe sein. Und die Lösung dieser Aufgabe, tja, wenn ich es jetzt sage, ist es natürlich einfach. Die hat mit diesen Bezugssystemen zu tun, wie Sie ja merken, und damit zu tun, dass vielleicht aus manchen Bezugssystemen heraus bestimmte Ladungsdichten anders aussehen. Soll ich noch mehr erzählen, aber dann wird's zu einfach. Ich würd's mal hier belassen wollen bei dieser Hilfestellung und ich würde mal dazu sagen, dass wir uns demnächst um die spezielle Relativitätstheorie kümmern werden. Auch noch so ein kleiner, aber jetzt jetzt jetzt müssen sie selber ran. Da hilft jetzt alles nichts. Das ist die Hausaufgabe. Bis zum nächsten Mal. Wobei einmal müssen wir zwischendrin müssen wir noch über das Atom reden und dann werden wir zur speziellen Relativitätstheorie kommen und dann werden wir dieses Rätsel hier auflösen. Bis dahin bis dahin haben Sie Zeit. Wie kriege ich jetzt noch ein Schlusswort hin für unseren Elektromagnetismus? Es gibt ein Lieblingsstatement von mir in dieser ganzen Sache und zwar Michael Faraday. Der wurde vorbestellt. Der Premierminister hat gesagt: "Hey, du Michael mit deinen ganzen Feldlinien, du hast die ganze Wissenschaft hier in Aufruhr versetzt und jetzt mal ehrlich, diese unsichtbaren Linien und das was bringt es jetzt eigentlich für uns?" Und dann hat Michael Farad gesagt, das kann ich Ihnen nicht sagen. Wir haben heute ein Kind aus der Taufe gehoben. Was draus wird, weiß ich nicht. Aber ich bin mir ziemlich sicher, was immer es wird, eines Tages werden sie Steuern drauf erheben. Das nenne ich weiten.