Feldwirkung

Feldwirkung bezeichnet die Gesamtheit der Wirkungen, die von einem physikalischen Feld auf Materie oder andere Felder ausgehen. Ein Feld ordnet sich jedem Ort (und oft der Zeit) zu und vermittelt Kräfte, Energieänderungen, Kopplungen oder Orientierungen. Feldwirkungen können statisch oder dynamisch sein und sich auf klassische Teilchen, Moleküle, Kristalle oder Quantenfelder beziehen.

Im klassischen Sinn zeigen sich Feldwirkungen am stärksten durch Felder wie das elektrische, magnetische oder Gravitationsfeld. Ein elektrisches Feld E übt auf eine Ladung q die Kraft F = qE aus; bewegte Ladungen erfahren zudem die Lorentzkraft F = q(v × B) im Magnetfeld. Ein Gravitationsfeld bewirkt die Gewichtskraft F = m g. Magnetfelder richten magnetische Dipole aus und erzeugen Drehmomente τ = μ × B.

Auf der Ebene der Quantenmechanik führen Felder zu Energieverschiebungen und Kopplungen, zum Beispiel der Stark-Effekt (Elektrischer Feld) oder der Zeeman-Effekt (Magnetfeld). Quantenfelder bewirken außerdem Effekte wie Casimir-Kräfte und Vakuumpolarisation. In Festkörpern beschreiben Felder Polarisation P = χ_e E und Magnetisierung M = χ_m H die Reaktion des Materials auf elektrische bzw. magnetische Felder, was zentrale Grundlagen vieler Sensorik- und Materialanwendungen bildet.

Anwendungen der Feldwirkung finden sich in Mess- und Kommunikationstechnik, Sensorik (Magnetometer, Gravitationsmesser), Medizintechnik (Bildgebung durch MRI) und in der Grundlagenforschung der Physik, etwa zur Bestimmung von Feldstärken oder Kopplungskonstanten. Der Begriff spielt auch in der Feldtheorie eine zentrale Rolle, um Interaktionen zwischen Feldern und Teilchen zu beschreiben, die in der klassischen Physik durch Kräfte und in der Quantenfeldtheorie durch Wechselwirkungen vermittelt werden.