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Plattenkondensator


Eim Plattenkondensator besteht aus zwei ebenen Metallplatten, die sich - ohne miteinander elektrisch verbunden zu sein - gegenüberstehen. Legt man an die Platten eine elektrische Spannung an, werden Elektronen von der einen Platte auf die andere gebracht. Dabei werden in der Empfängerplatte Abstoßungskräfte überwunden, es wird also eine gewisse Energie erbracht. Weil sich aber auf der jeweiligen anderen Platte gegenpolige Ladungen befinden, wird der Arbeitsaufwand umso mehr gemindert, je näher sich die beiden Platten stehen. Träger der aufgewandten Energie sind zunächst zweifellos die Elektronen, ähnlich wie die Energie eines nach oben geschleppten Steines 'natürlich' in dem Stein steckt.

Man kann die in den Kondensator hineingesteckte Energie leicht berechnen und kann das Ergebnis, bis auf einen konstanten Faktor, aber auch ausdrücken durch das Volumen des Zwischenraums zwischen den beiden Platten multipliziert mit dem Quadrat der dort herrschenden elektrischen Feldstärke. Erstaunlicherweise ist man überein gekommen, nicht mehr die Elektronen als Sitz der Energie anzusehen sondern jenes elektrische Feld. Dabei wird berücksichtigt, dass Feld und Elektronen nicht gleichzeitig die ganze aufgewandte Energie beherbergen können, sonst hätte sie sich ja verdoppelt. Dieser riskante Schachzug, mit dem die Elektronen der Möglichkeit beraubt werden, selbst Sitz einer potentieller Energie zu sein, wird gelegentlich damit begründet, dass alles nur in Analogie zu einem elastisch deformierten Medium zu sehen sei, bei dem die Deformationsenergie ja schließlich auch im deformierten Medium, also einem Quasifeld, sitzt. Ich halte das für eine sehr schwache Begründung, denn man könnte in diesem analogen Falle natürlich ohne Not sagen, dass die Energie bei den verschobenen Gitterpunkten liegt. Zudem halte ich es für bedenklich, dass man überhaupt zu einer so schwachen Begründung gegriffen hat. Einleuchtender wäre es zu sagen, dass es ein Elektron ohne sein Feld eben nicht gibt, und es also gleichgültig ist, auf welchem dieser beiden Teile die Energie sitzt. Aber auch diese Begründung hat noch einen offenen Punkt, denn die Maxwell-Gleichungen handeln auch von Feldern ohne zugehörige Elektronen, und es fragt sich, woher oder wie die ursprünglich feld-erzeugenden Elektronen dann ihre Felder zurück bekommen haben. Im Grunde genommen handelt es sich aber hier bereits um eine widerspruchsfreie duale Theorie, da sowohl die Auffassung, das Elektron sei der Sitz der potentiellen Energie wie auch die Auffassung, im Feld stecke die Energie, richtig sind.

Dass man die gesamte potentielle Energie dem elektrischen Feld zuschreibt, ist wahrscheinlich deswegen so erstaunlich, weil man gewohnt ist, den Sitz der potentiellen Energie z.B. eben eines Steins nie dem Gravitationsfeld sondern immer nur dem Stein zuzuordnen.

Immerhin, das Risiko hat sich gelohnt. Die enormen Erfolge der Ansiedelung der potentiellen Energie des Elektrons in seinem Feld geben diesem Schachzug Recht.