Sexl Physik 7, Schulbuch

53 | Elektrodynamik Links: Hammerhaie haben elektrische Sensoren zum Aufspüren von Beute. Mitte: Polarlichter entstehen durch Teilchen von der Sonne, die durch das Erdmagnetfeld eingefangen werden. Rechts: Parabolantennen dienen zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen. Elektrizität ist eine der wichtigsten Erscheinungen in der belebten und unbeleb­ ten Natur. Auch wenn wir nie erfahren werden, warum es Elektrizität gibt, so können wir doch ihre Eigenschaften erforschen. In Physik 5 eingeführte Begriffe werden nun vertieft und erweitert. Wir werden sehen, dass sich die zahlreichen elektrischen Phänomene auf wenige einfache Grundgesetze zurückführen lassen. Elektrizität und der Aufbau der Materie Elektrische Kräfte binden im Atom die Elektronen der Hülle an den Kern. Mole- küle bilden sich, wenn Elektronen von Atom zu Atom wandern (Ionenbindung) oder mehreren Atomen gemeinsam sind (kovalente Bindung). Chemische Reakti­ onen sind Umordnungen von Elektronenhüllen. Moleküle werden durch elektri­ sche Kräfte zusammengehalten und bilden Flüssigkeiten und feste Körper. Elektrizität und Leben Das Nervensystem stellt ein elektrisches Netzwerk dar und ist eine erstaunli­ che Leistung der Evolution. Es vermittelt Informationen zwischen Sinnesorganen (Wahrnehmung) und dem Gehirn (Speicherung, Verarbeitung), und steuert Or­ gane durch elektrische Impulse. Der Sinusknoten steuert die Herztätigkeit durch Spannungspulse, die mittels des Elektrokardiogramms (EKG) an der Körperober­ fläche gemessen werden können. Elektrizität in der Natur Auch für die unbelebte Natur spielt Elektrizität eine große Rolle. Zu den ein­ drucksvollsten Naturschauspielen gehören Gewitter und – in Mitteleuropa nur selten beobachtbare – Polarlichter . Das Magnetfeld der Erde stammt von elek­ trischen Strömen im flüssigen äußeren Erdkern, es schützt uns durch seine Exis­ tenz vor dem elektrisch geladenen Teilchenstrom aus dem Weltall. Energie kann durch den leeren Raum als elektromagnetische Wellen übermittelt werden. Da­ durch erreicht uns die lebensnotwendige Sonnenenergie. Elektrizität und Maschinen Elektromotoren zum Antrieb von Maschinen haben neben den Verbrennungs­ kraftmaschinen menschliche und tierische Arbeitskraft weitgehend ersetzt. Voraussetzung war die Erfindung und Optimierung der Motoren und Generatoren sowie der Aufbau von Stromnetzen. Am Ende des 19. Jh. gelang es, elektromag­ netische Wellen zu erzeugen – eine rasante Entwicklung zum Radio, Fernsehen und Mobilfunk von heute war die Folge. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv