Bahnen einer Ladung im Dipolfeld

Bahnen einer elektrischen Ladung im Dipolfeld

Wir kennen alle ein beliebtes Experiment zur Einführung in das Thema "Elektrisches Feld". Man lässt einen Bandgenerator laufen, und freut sich, dass die Funken springen. Dann fragt man wie der Funke von einem Pol zum anderen kommt. Aha! Da muss etwas zwischen den Polen sein. Wir nennen es das elektrische Feld, und stellen es durch Linien mit Pfeilen von der Quelle (+) zur Senke (-) dar. Die einfachste Feldlinie zeigt uns der Funke, nämlich die kürzeste Verbindung von (+) und (-). Aber das elektrische Feld sollte doch im gesamten Raum vorhanden sein! Wie findet man die "restlichen" Feldlinien? In so manchen Lehrbüchern werden die Feldlinien mit einem Wattebausch gefunden, der entlang der Feldlinie von einem Pol zum anderen fliegt.

Wer gerade keinen Wattebausch zur Verfügung hat, kann auch ein geeignetes Programm nehmen: Angenommen wir haben einen elektrischen Dipol mit der positiven Ladung 1.5 (rot) und der negativen Ladung 1 (blau). Dann sieht das Potential so aus:
Oder von oben betrachtet (ergänzt durch Feldlinien, die immer senkrecht auf den Äquipotentiallinien stehen):
Wie bewegt sich ein geladenes Teilchen in diesem Feld (in einer Ebene, in der die Quellen (und Senken) liegen)? Sieht ziemlich kompliziert aus! Wovon der Verlauf der Bahnkurve wohl abhängt?
Anscheinend verläuft die Bahn (schwarz) nicht den Feldlinien (rot) entlang.
Wobei negative Ladungen den Potentialberg (rot) hinauflaufen.
Oder in den Potentialtrichter (rot) fallen, wenn man es von der anderen Seite sieht. Jedenfalls sollte man sich nicht wundern, wenn der Wattebausch nicht immer so fliegt, wie es in manchem Lehrbuch steht, nämlich entlang einer Feldlinie. (Beim Wurf im Schwerefeld hält sich der Stein ja auch nicht an die Richtung der Feldlinien ;-))

Siehe auch: Darstellung des elektrischen Feldes zweier Punktladungen