Feldlinien

Feldlinien sind ein visuelles Hilfsmittel zur Darstellung vektorieller Felder wie elektrischer oder magnetischer Felder. Formal handelt es sich um Kurven im Raum, deren Tangente an jedem Punkt dem Feldvektor entspricht. Die Dichte der Feldlinien gibt die Feldstärke an. Feldlinien ermöglichen eine intuitive Vorstellung von Richtung, Stärke und Verlauf des Feldes, ohne das Feld direkt zu messen.

Elektrische Feldlinien verlaufen von positiven zu negativen Ladungen. Im statischen Fall beginnen sie an positiven Ladungen oder an Unendlichkeit und enden an negativen Ladungen oder setzen sich ins Unendliche fort. Sie dürfen sich nicht schneiden. Auf Leitern stehen sie senkrecht zur Oberfläche, und ihre Dichte steigt dort, wo das Feld stärker ist.

Magnetische Feldlinien bilden geschlossene Schleifen; sie haben weder Anfang noch Ende. In der Nähe von Permanentmagneten gehen Linien vom Nord- zum Südpol und kehren innerhalb des Magneten zurück. Es gibt keine magnetischen Monopole, daher schließen sich alle Linien zu geschlossenen Kurven.

Historisch prägten Faraday und später Maxwell die Vorstellung der Feldlinien. Heute dienen sie in Lehrbüchern und Simulationen der anschaulichen Darstellung von Feldern, sind aber keine realen Objekte. Sie helfen beim Verstehen von Feldverlauf, Grenzbedingungen an Materialien und der Orientierung von Feldstärken in unterschiedlichen Geometrien.