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Der Unipolar-Induktor von Faraday,
Versuch von Trouton u. Noble, Biefeld Brown-Effekt

Der englische Physiker und Chemiker Michael Faraday entdeckte bekanntlich 1830 das Induktionsprinzip. Dies besagt : Wenn ein elektrischer Leiter magnetische Kraftlinien schneidet, dann entsteht eine elektrische Spannung und es fließt Strom. Dabei ist es nicht relevant, ob der Leiter am Magnet vorbeigeführt wird oder der Magnet am Leiter vorbeigeführt wird. Es kommt immer nur auf die Relativbewegung der beiden zueinander an. Aber Faraday staunte nicht schlecht, als er 1832 mit seinem UNIPOLAR-INDUKTOR experimentierte und feststellte, dass dieses Gerät Elektrizität unter eklatanter Verletzung seines Induktionsprinzips erzeugte. Im ersten Versuch hatte Faraday eine Kupferscheibe über einem ruhenden Stabmagneten rotieren lassen. Wie nach dem Induktionsprinzip erwartet, wurde in der Drahtschleife eine elektrische Spannung induziert.

Im zweiten Versuch ließ Faraday den Magneten rotieren, die Kupferscheibe stand still. Nach dem Induktionsprinzip hätte jetzt ebenfalls eine elektrische Spannung induziert werden müssen - aber es gab keine!

Im dritten Versuch rotierte Magnet und Kupferscheibe in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit (cemented disk experiment). Weil es keine Relativbewegung zwischen Magnet und Kupferscheibe gab, erwartete Faraday keine Induktionsspannung - aber das Messgerät zeigte plötzlich eine an!

Fazit : Wenn entgegen dem Induktionsprinzip die relative Bewegung zwischen Magnet und Kupferscheibe nicht immer für die Entstehung einer Induktionsspannung entscheidend ist, muss auch die absolute Bewegung eine große Rolle spielen ! Denn bewegen muss sich irgend etwas, damit Strom fließen kann. Aber eine absolute Bewegung sollte laut Relativitätstheorie nicht feststellbar sein!

Galeczki und Marquardt 1 meinten sinngemäß zum Thema: Dieser Unipolar-Induktor wurde zu einem Schreckgespenst für die SRT-Anhänger, und es fehlte nicht an Erklärungsversuchen: Cohn [1949], Cullwick [1957] und Feynman et al. [1964] behaupteten, Faradays Scheibe verletze die Maxwellsche Flußregel. Savage [1949], Panofsky und Phillips [1962], Landau und Lifschitz [1985] sowie Scanlon et al. [1969] behaupteten, das Funktionsprinzip des Unipolarinduktors stehe im Einklang mit der Flußregel. Kennard [1917] und Pegram [1917], Crooks et al. [1978] und Post [ 1967] behaupteten (zu Recht), dass die unipolare Induktion ausschließlich von der absoluten Drehung der Scheibe abhängt.

1851 ging Faraday noch einen Schritt weiter und verfiel auf die geniale Idee, den Magneten sowohl als Quelle des Feldes und als Leiter zu verwenden. Crooks [1978] bemerkte dazu: "Der einteilige Faraday-Generator ist ein Ding, angesichts dessen jeder Physiker oder Ingenieur sofort behauptet, daß es nicht funktionieren wird!". Und dennoch hat Faraday damit denselben verblüffenden Induktionseffekt erzielt wie in den beiden Versionen mit relativer Bewegung zwischen Leiter und Magnetfeld.

Kennard [1917] schlug vor, eine offene Leiterschleife zu verwenden und erzielte damit einen wichtigen Durchbruch zum Verständnis der Induktion als Folge absoluter Bewegung. Er veränderte den Unipolarinduktor Faradays und ersetzte die Strecke der Leiterschleife durch einen Zylinderkondensator und den Permanentmagneten durch eine konzentrische Spule um den Kondensator. Mit seiner Anordnung beobachtete Kennard folgendes:
(a) Eine Spannung wurde induziert, wenn der radiale Draht mit dem Kondensator relativ zur Spule gedreht wurde.
(b) Keine Spannung wurde induziert, wenn Draht und Kondensator in Ruhe blieben und die Spule sich drehte.
(c) Dieselbe Spannung wie bei (a) wurde induziert, wenn Draht, Kondensator und Spule zusammen gedreht wurden.
Kennard zeigte also schon 1917, daß elektromagnetische Induktion auch möglich ist, wenn sich überhaupt keine Teile innerhalb der Anordnung in relativer Bewegung zueinander befinden. Die induzierte Spannung hängt nur von der beobachtbaren Drehung der Anordnung als Ganzes ab. Kennards experimenteller Befund (b) hat die Hypothese (und damit Faradays Ansicht von 1851) widerlegt, daß magnetische Kraftlinien mit ihrer Quelle mitgedreht würden: Kennard wiederholte das Experiment mit einem Permamentmagneten und erhielt identische Resultate. (Zitatende)

Der Widerspruch zu Faradys eigenen Thesen und Maxwells Elektrodynamik resultiert aus der falschen Auffassung elektromagnetischer Wellen- bzw. Feldausbreitung. Schon der Fizeau-Versuch liefert ein unübersehbares Indiz. Wenn sich in materiellen Medien eine Mitführung des Lichts zeigt, wäre es im Umkehrschluss legitim anzunehmen, dass im Vakuum keinerlei trägheitsbedingte Mitführung erfolgt und in relativ zum Kosmos bewegten Bezugssystemen sich das Licht daher nicht isotrop ausbreiten kann. Für die Geschwindigkeit der Lichtpulse ("Photonen") gilt sinnvollerweise nur der materiefreie globale Raum des Universums als Bezugssystem. Nur die Wechselwirkung mit Atomen kann diese Geschwindigkeit beeinflussen - aber keinesfalls irgendeine Betrachtung aus einem "Bezugssystem". Diese Wechselwirkung wirkt sowohl verzögernd (fixed-time-delay) als auch beschleunigend (Mitführungskoeffizient).
Das Wesentliche ist aber, dass Lichtsphären keine statischen Gebilde sind, sondern kontinuierlich neu aufgebaut werden - mit der Frequenz, die sie repräsentieren. Dieser Aufbau-Prozess geht mit der Lichtquelle mit, das "Licht" bekommt daher nicht die Quellengeschwindigkeit dazu, als hätte es eine Trägheit, sondern täuscht diese scheinbare Konstanz von c in Bezug zur Quelle nur vor - wobei tatsächlich nur eine absolute Ausbreitung von c in Bezug zum Raum vorliegt - so wie Maxwells Gleichungen das zum Ausdruck bringen.

Kein Wunder, dass Maxwells Gleichungen sich der Galilei-Transformation widersetzten ... weil das Licht selbst dem Trägheitssatz gar nicht unterliegt (auch bei der Mitführung bzw. dem fixed-time-delay bewegen sich Photonen zwischen den Atomen im absoluten Raum mit c!). Maxwells Gleichungen beschreiben durch Einsatz der Dielektrizitätskonstanten und einer konstanten (!) Permeabilität des Vakuums zwangsläufig eine symmetrische und konstante Ausbreitung elektromagnetischer Wellen ... was einer Ausbreitung im absoluten Äther durchaus entspricht (und von Maxwell ja auch vorausgesetzt wurde). Die allseits gelobte und bewunderte Symmetrie seiner Formeln stellte er mit einem einfachen Trick her. Er erfand einen Vakuum-Strom, den er "Verschiebungsstrom" nannte und den es eigentlich im Vakuum gar nicht geben kann. Dass seine Formeln daher in asymmetrischen Situationen versagen, wie beim Unipolar-Induktor oder beim Marinovschen Motor2, wird in den Lehrbüchern freilich so gut wie nie erwähnt.

Maxwells Gleichungen sind grundsätzlich für eine im Äther ruhende Lichtquelle geschaffen - und deshalb sind sie zwar nicht völlig unzutreffend - aber in bewegten Bezugssystemen unbrauchbar, weil sie auch hier nur genau das beschreiben können, was das Licht eben auch hier tatsächlich macht - nämlich sich ungeachtet jeglicher Bewegung gedachter Bezugssysteme auf einen absoluten Raum bezogen symmetrisch auszubreiten! Weshalb elektromagnetischer Energietransport dennoch auch zur bewegten Quelle bezogen isotrop und konstant erscheint, habe ich im Beitrag "Die Ursache für die Konstanz und Isotropie der Lichtausbreitung" begründet. Auch für das Magnetfeld gilt dasselbe Ausbreitungsschema. Das Induktionsphänomen tritt daher nicht nur in einem im Feld offenbar relativ bewegten Leiter auf. Da das Magnetfeld sich ebenso wie jede Lichtsphäre im Raum absolut verankert, können Magnetfeld und Leiter auch zugleich bewegt werden, um einen Strom zu induzieren. Der Prozess ist einfach zu verstehen: Wenn ein Magnetfeld ebenso kontinuierlich neu aufgebaut wird, wie eine Lichtsphäre, dann zieht es quasi hinter bewegten Magnetpolen etwas nach - eine Mitnahme der "Feldlinien" erfolgt dabei nicht. Ein zusammen mit den Polen bewegter Leiter bewegt sich demnach nicht nur relativ zum absoluten Raum, sondern auch relativ zu diesem im Raum fixierten Magnetfeld. Auch wenn dieses immer nur sehr kurze Zeit existiert, ist eine Strominduktion in einem relativ zum Magneten ruhenden Leiter ebenso feststellbar wie in einem relativ dazu bewegten.
In einer longitudinalen (längsgerichteten), geradlinigen Bewegung müsste der Leiter hinter dem Magneten angeordnet werden ... auch hier sollte eine Induktion trotz unveränderten Abstandes von Feld und Leiter feststellbar sein. Da aber in diesem Fall sehr kleine Ströme entstehen würden, wäre dieser (noch durchzuführende!) Versuch technisch nicht ganz einfach zu verwirklichen. Ein ähnlicher Versuch, allerdings mit einem elektrostatischen Feld, wurde schon 1903 durchgeführt, und zwar ...

Der Versuch von Trouton und Noble

Ein elektrischer Dipol (geladener Kondensator) müsste auf sich selbst ein Drehmoment ausüben, wenn er sich mit konstanter Geschwindigkeit und geradlinig gegenüber seinem im Raum fixierten Feld bewegt. Trouton und Noble wollten damit zugleich die Bewegung der Erde gegenüber dem ruhend angenommenen Äther nachweisen. Der Versuch ist mit dem Michelson-Versuch (oberflächlich betrachtet) vergleichbar und wird ebenfalls als Fundamentalversuch der Relativitätstheorie bezeichnet.

Die Versuchsanordnung ist drehbar, aber ruhend gegenüber der Erde, aufgehängt. Sie bewegt sich, gemeinsam mit der Erde und v=30 km/s durch den Raum. Die Versuchsanordnung wird um den Winkel ß gegenüber der (vermeintlichen) Bewegungsrichtung gedreht.

 

Es konnte mit dieser Versuchsanordnung unter den genannten Annahmen und Versuchsbedingungen kein Drehmoment nachgewiesen werden, obwohl das "Gesetz von Biot-Savart" und die "Lorentzkraft" durch andere Versuche der Elektrodynamik vorzüglich bestätigt werden und in Anwendung sind.Daraus schloss man: Entweder sind die elektrornagnetischen Vorgänge keine Ätherwirkung, oder es gibt gar keinen Äther, oder es gibt keinen absolut ruhenden Äther.
In der Matrix-These gibt es zwar keine Relativbewegung der Erde zur Matrix, aber sehr wohl eine gegen die elektrischen und magnetischen Impulsfelder, die sich in der Matrix absolut ausbreiten. Das bewegte elektrische Feld im Kondensator müsste demnach ein Magnetfeld erzeugen, welches wiederum eine Lorentzkraft auf den Kondensotor ausüben müsste. Warum blieb der Versuch bei Trouton und Noble aber ohne Ergebnis? Dafür gibt es mehrere Erklärungen: Entweder war das Feld zu schwach, die Aufhängung nicht reibungsfrei genug oder das Magnetfeld induzierte in der Vorrichtung Ströme, die der Lorentzkraft entgegen gerichtet waren (!).
Jean-Louis Naudin and Patrick Cornille haben den Trouton-Versuch 1998 wiederholt, und zwar mit positivem Ergebnis. Im Gegensatz zu Trouton, der nur eine Spannung von 0,2 bis 6 kV einsetzte, lud Cornille den Kondensator mit über 40 kV auf. Naudin und Cornille berichten auf ihrer Homepage http://jnaudin.free.fr/html/troutnbl.htm vom Versuch und liefern eine Analyse, wieso Troutons Versuch nichts brachte, wogegen ihrer erfolgreich war. Als die Spannung angewendet wurde, drehte der hängende Kondensator approximal neunzig Grad, und blieb dort stehen. Als die Energie entfernt wurde, ging der Kondensator etwas zur Ausgangsstellung zurück.

Aber der Treppenwitz der Sache ist, dass der Trouton bzw. Cornille-Versuch schon seit 1920 immer wieder mit positivem Ausgang praktiziert wird, dieser Versuch aber unter einer anderen Flagge läuft, nämlich als Anti-Gravitations-Experiment. Es handelt sich dabei um den

Biefeld-Brown-Effekt

Der Effekt besteht darin, daß ein auf hohe Spannung (im kV-Bereich) aufgeladener Kondensator eine Tendenz zeigt, eine Bewegung in Richtung seiner positiv geladenen Platte auszuführen, mit anderen Worten, es entsteht eine Schubkraft, die unabhängig von der Lage des Kondensators im Raum ist. Die nebenstehende Skizze zeigt das Prinzip einer Anordnung, mit der ein relativ empfindlicher Nachweis möglich ist. Ein Torsionspendel, bestehend aus zwei Plattenkondensatoren und einem isolierenden Verbindungsstab wird an einem dünnen Draht aufgehängt. Die Kondensatorplatten sind "überkreuz" miteinander verbunden, sodaß sich das durch den Effekt an beiden Kondensatoren entstehende Drehmoment addiert.
Dass es sich dabei um nichts anderes als um eine Variante des Trouton-Versuchs handelt, sieht man auf den ersten Blick!

Mehr über den Biefeld-Brown-Effekt können Sie hier erfahren. Selbstverständlich handelt es sich nicht um einen Fall von "Elektrogravitation", sondern um eine Bestätigung der Tatsache, dass die Einweggeschwindigkeit c des Energietransportes mittels Licht ebenso wie jede andere elektromagnetische Ausbreitung (z.B. Magnetfelder) nur bezüglich des einzigen global definierten Bezugssystems (d. h. bezüglich des absoluten Raumes) konstant ist!


1 "Requiem für die Spezielle Relativität" - Georg Galeczki / Peter Marquardt - HAAG + HERCHEN Verlag GmbH, 60322 Frankfurt am Main

2 Der Motor, der nicht laufen darf: Das Gerät wurde in der Zeitschrift "Deutsche Physik" 1997 6, #21, 5, beschrieben; es wurde später von verschiedenen Experimentatoren gebaut und zum Laufen gebracht. Es umschließt ein mit Gleichstrom durchflossener Kupferring einen in sich geschlossenen Doppelmagneten. Die Feldlinien des Magneten verlaufen ausschließlich innerhalb des Magneten. Weder das magnetische noch das elektrische Feld ändern sich - es kann also keine Induktion nach dem Faradayschen Induktionsgesetz geben. Dennoch beginnt sich der Kupferring zu drehen (oder, im umgekehrten Fall, wenn man den Kupferring dreht, produziert er Strom). Marinov hatte schon vorher eine Reihe bemerkenswerter Experimente durchgeführt, darunter eine exakte Messung der Erdgeschwindigkeit im Weltall allein durch Lichtversuche im Labor. Damit hatte er das Michelson-Morley-Experiment - Ausgangspunkt der speziellen Relativitätstheorie - zunichte gemacht. Michelson und Morley hatten 1887 keine Erdbewegung festgestellt, Marinov dagegen schon. Eine Anerkennung durch die Gemeinde der "orthodoxen" Physiker blieb ihm verwehrt. Offenbar nahm er sich dies so zu Herzen, dass er sich schließlich 1997 das Leben nahm. In einem Abschiedsbrief an seinen Kollegen P. T. Pappas erwähnte er seine vergebliche dreijährige Suche nach einer Erklärung seines Motors als letzten Auslöser. Dabei lag diese fertig in der Schublade des Physikers James Paul Wesley und wartete nur noch auf ihre Veröffentlichung. Wesley verwendet in seiner Erklärung nicht die übliche magnetische Induktion B, sondern das magnetische "Vektorpotential" A. Außerdem untersucht er die Bewegung der Elektronen relativ zum Kristallgitter, denn es sieht so aus, als wäre nicht die Änderung eines elektrischen Stroms für die Erzeugung eines Magnetfelds verantwortlich, sondern allein die Bewegung der Elektronen - ein Wissen, das den Entdeckern des Effekts (Faraday, Maxwell) noch nicht zur Verfügung stand. Alles in allem ist die Angelegenheit nicht ganz einfach, dafür kann auch die schon von Faraday entdeckte (und nicht erklärte) "Unipolarinduktion" sowie der "Aharonov-Bohm-Effekt" verstanden werden. (pm)

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© Edition Mahag 2004 - ins Web gestellt am 21. Juni 2005. Kopieren, Zitieren, Nachdruck unter Quellenangabe erlaubt.