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Zusammenverbindung von Weber und Maxwell

Die Weber-Elektrodynamik lehrt uns, dass die Aufteilung in magnetische und elektrische Komponente nicht immer möglich ist.
Es gibt keine elektrische oder magnetische Kraft, sondern nur die elektromagnetische Kraft. Schon vor über 160 Jahren hatte Weber seine Elektrodynamik ausgearbeitet und mit mathematischen Formeln seine Ergebnisse von Experimenten dargestellt.
Vor den Maxwellgleichungen gab es bereits eine Elektrodynamik, die bis auf EM-Wellen alles beschreiben konnte.
Diese alte Elektrodynamik ist heute fast vergessen und heißt Weber-Elektrodynamik.

In den letzten Jahren werden die Unterschiede wieder experimentell untersucht und es scheint so,
als ob die Weber-Elektrodynamik besser als Maxwell-Elektrodynamik zu den Messergebnissen passt:

0. Veröffentlichungen von Dr.-Ing. Steffen Kühn auf seiner Webseite
1. EN - Experimentelle Untersuchung eines ungewöhnlichen Induktionseffekts und dessen Interpretation als notwendige Konsequenz der Weber-Elektrodynamik
2. EN - Die Arbeit von oben, als PDF Datei
3. EN - Genaue Vorhersage von Elektronenstrahlablenkungen in Randfeldern eines Magneten
4. EN - Die erfasste Richtung der Kraft auf einen Permanentmagneten , verursacht durch den Verschiebungsstrom in einer Drahtlücke, unterstützt die Weber-Elektrodynamik
Ein Auszug von Seiner Webseite.
1.2 Entstehungsgeschichte
Ungefähr 2012 hatte ich die Idee, dass sich die elektromagnetische Kraft vielleicht nur deshalb für jeden Empfänger mit Lichtgeschwindigkeit auszubreiten scheint,
weil ein Empfänger aus irgendwelchen Gründen nicht in der Lage ist den Teil des Feldes wahrzunehmen, der schneller ist als die Lichtgeschwindigkeit.
Ob etwas schneller oder langsamer ist als die Lichtgeschwindigkeit hängt natürlich von der Relativgeschwindigkeit des Empfängers zum Sender ab.
Bewegt man sich auf den Sender zu, dann ist ein anderer Teil des Feldes zu schnell, als wenn man sich vom Sender entfernt oder sich seitlich vorbei bewegt.
Die Folge davon ist, dass jeder Empfänger unabhängig von seiner Relativgeschwindigkeit zum Sender den Eindruck bekommt, dass sich das Feld nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.
Der sich schon einmal mit den Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie beschäftigt hat erkennt vermutlich, dass diese Idee die beiden Einsteinschen Postulate erfüllt.
Das ist interessant, denn im Gegensatz zur speziellen Relativitätstheorie benötigt diese Hypothese keine Lorentztransformation.
Dies bedeutet, dass sie nicht mit der speziellen Relativitätstheorie kompatibel ist obwohl sie für fast alle bislang durchgeführten Experimente die gleichen Vorhersagen liefert.
Da die spezielle Relativitätstheorie bereits 1905 entstanden ist und seitdem die wissenschaftliche Entwicklung in Physik und Elektrotechnik maßgeblich bestimmt hat,
war es kaum möglich auf bestehende Grundlagen aufzubauen. Zumindest schien das zu Anfang so zu sein, denn später stellte sich durch Zufall heraus,
dass die Idee zu einer viel älteren Elektrodynamik kompatibel ist, die man Weber-Elektrodynamik nennt.
Diese entstand um etwa 1850 und geht auf Carl Friedrich Gauß und Wilhelm Weber zurück.
Carl Friedrich Gauß ist auch heute noch sehr bekannt. Für Wilhelm Weber gilt das leider nicht,
obwohl eine der SI-Einheiten nach ihm benannt wurde und sein umfangreiches wissenschaftliches Werk herausragend ist und seiner Zeit weit voraus war [3] [4] [5] [6].
Die Weber-Elektrodynamik wirkt aus heutiger Sicht ziemlich archaisch. Sie besteht eigentlich nur aus einer einzigen Formel,
mit der sich die Kraft berechnen lässt, die eine ruhende oder gleichförmig bewegte Punktladung auf eine andere ruhende oder gleichförmig bewegte Punktladung ausübt.
Interessant an der Formel ist, dass sie ohne die Definition eines Magnetfeldes auskommt. Ungeachtet dessen ist man damit jedoch trotzdem in der Lage,
die magnetischen Kräfte zwischen zwei beliebig geformten Drähten zu berechnen, die von einem Gleichstrom oder einem niederfrequenten Wechselstrom durchflossen sind.
Außerdem erfüllt die Weber-Kraft das dritte Newtonsche Gesetz, d.h. es gilt das Prinzip actio = reactio.
Dies hat zur Folge, dass in einem System aus beliebig vielen Punktladungen immer die Gesamtenergie und der Gesamtimpuls erhalten bleiben.
Für die heutige Elektrodynamik auf Basis der Maxwellgleichungen ist das nicht so offensichtlich, was immer wieder zu Diskussionen führt.
Die Weber-Elektrodynamik hat aber auch klare Nachteile, denn es ist mit der einfachen Formel der Weber-Kraft nicht möglich elektromagnetische Wellen im Vakuum darzustellen.
Dies war auch der Grund weshalb die Weber-Elektrodynamik nach ca. 1870 zunehmend in Vergessenheit geriet, denn um 1890 waren elektromagnetische Freiraumwellen das,
was heute ChatGPT ist, nämlich ein Hype, der alles andere unwichtig erscheinen ließ.
Dass die Weber-Elektrodynamik für die Elektro- und Magnetostatik besser funktioniert als das Konglomerat aus Maxwellgleichungen und Lorentzkraft, war daher nicht länger von Bedeutung.
Dass meine Idee, welche die Einsteinschen Postulate von der Lorentztransformation trennt, bei gleichförmig bewegten Punktladungen zur Weber-Kraft führt
und damit auch den Magnetismus erklärt, bestätigte mich, weiterzuarbeiten und gezielte Experimente durchzuführen. Außerdem half es mir die eine oder andere Abkürzung zu finden,
denn die wissenschaftliche Community (z.B. [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15]), welche sich mit der Weber-Elektrodynamik beschäftigt ist zwar klein,
hat aber ungeachtet dessen einige interessante Ergebnisse generiert, auf die sich aufbauen ließ. Die letzten Jahre waren daher sehr produktiv.
Der aktuelle Entwicklungsstand ist weit fortgeschritten. Ein wichtiges Ergebnis der Forschung ist die Weber-Maxwell-Elektrodynamik,
welche zur nichtrelativistischen Maxwell-Elektrodynamik äquivalent ist, dieser aber in Einfachheit, Klarheit und Benutzbarkeit deutlich überlegen ist.
Die praktische Verwendung der Weber-Maxwell-Elektrodynamik zur Lösung vieler verschiedener Aufgabenstellungen wird durch den EM-Solver OpenWME demonstriert.
Es gibt allerdings noch viel zu tun, da die Weber-Maxwell-Elektrodynamik noch sehr neu ist und somit viel Potential für Optimierungen und die Entdeckung neuer Technologien bietet.
Ich hoffe, dass sich der eine oder andere junge Wissenschaftler oder Doktorand für dieses neue und spannende Fachgebiet begeistert.