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Einleitung

In der Literatur [1] werden für die elektrische Feldkonstante (e0), die magnetische Feldkonstante (m0), die elektrostatische Grundkonstante (Gel), die Gravitationskonstante (G) und die Feinstrukturkonstante (a) bislang nur deren Zahlenwerte angegeben. Leider finden sich kaum Angaben über die Struktur dieser fundamentalen Naturkonstanten oder Hinweise, wie Ladungskraft bzw. Schwerkraft zustande kommt.

Aus den mit dem Plattenkondensator durchgeführten Experimenten ist bekannt, dass die auf den Platten befindlichen einzelnen Ladungen (Elementarladungen, e) sich völlig gleichmäßig verteilen. Nur auf diese Weise herrscht an allen Stellen der Platten die gleiche Abstoßungskraft. Solange dies nicht der Fall ist, herrscht lokal eine größere gegenseitige Abstoßungskraft als anderswo, und es erfolgt eine Ausgleichsbewegung der Ladungen. Dieses Streben nach Gleichverteilung ist auch die Ursache, weshalb alle Ladungen sich an der Oberfläche des Leiters befinden.

Im Gleichgewichtszustand ergibt sich die Ladungsdichte (s) aller (x- fach) auf der Plattenoberfläche (A) vorhandenen Elementarladungen (x·e = Q) zu . Weitere Experimente mit dem Plattenkondensator zeigen, dass die Ladungsdichte (s) auch proportional zur Feldenergie (E) ist. Mit Feldenergie wird die Energie (E) des elektrischen Feldes bezeichnet, die im Raumbereich (Feld) zwischen den Platten ist. Der Quotient dieser beiden Größen (s/E) ist konstant. Es ist . Diese Konstante (e0) heißt elektrische Feldkonstante. Die aus den Experimenten mit dem Plattenkondensator gewonnenen Messergebnisse werden in der Literatur [1] in einer einfachen Formel zusammengefasst. Es ist

 Mit dieser Formel kann die Größe der im Raum zwischen den beiden Platten enthaltenen elektrischen Feldenergie (E) berechnet werden. Gegenüber der üblichen Schreibweise [1] ist der Ausdruck um ½/½ erweitert. Damit wird zwar das Problem halber Elementarladungen (½e) aufgeworfen, das einer grundsätzlichen physikalischen Bewältigung bedarf, aber es wird mit dieser Schreibweise, durch die nunmehr nur noch hälftig wirksam erscheinende Plattenfläche (½A), der Beobachtung Rechnung getragen, dass nur die halbe Plattenendspannung für die Größe der Feldenergie maßgebend ist.

Es bedeuten:

Q Oberflächenladung in [As]

Die Formel gilt, wenn beide Platten gleich stark aufgeladen sind.

e0 Elektrische Feldkonstante in [As/Vm]

L Abstand der Platten in [m]

A Flächengröße einer Platte in [m²]

Die Formel gilt, wenn beide Flächen gleich groß sind.

Diese in der Praxis bestens bewährte Formel für den Plattenkondensator dient nun als Grundlage der Herleitung der Feldkonstanten.


 

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