Kraftfelt

Eit kraftfelt er eit område i rommet, eit vektorfelt, som har den eigenskapen at einskilde eller alle lekamar som finst i det blir påverka av krefter med storleik og retning avgjort av plassen til lekamen og eventuelt orientering i rommet.

Figur av ei todimensjonal skive av gravitasjonspotensialet i og rundt ein uniform kuleforma lekam.

Eit kraftfelt er eit vektorfelt ${\vec {F}}({\vec {x}})$, der ${\vec {F}}$ er krafta ein partikkel vil merke om han var ved punktet ${\vec {x}}$.

Døme

• rommet omkring ein magnetpol er eit magnetisk kraftfelt fordi kvar og ein magnetisk lekam som blir ført inn i dette rommet, blir utsett for magnetiske krefter.
• eit elektrisk kraftfelt omkring ein elektrisk ladning fungerer på same vis fordi det vil virke tiltrekkings- eller fråstøytingskrefter på alle andre elektriske ladningar i området.
• kraftfeltet til tyngda er tyngdefeltet eller gravitasjonsfeltet som omgjev kvar og ein masse og som gjev tyngdekraft på jorda og styrer rørslene til planetane.
• kraftfelta omkring nukleonar (atomkjernepartiklar) er kompliserte.

Linjer i rommet som blir tenkt trekt slik at tangentretninga overalt peikar i retninga til krafta, blir kalla kraftlinjer eller feltlinjer.

Historie

Opphavet til omgrepet kraftfelt går attende til Isaac Newton og moglegvis endå tidlegare, men sjølve ordet og dei førestellingane ein i dag knyter til det, vart utforma av Michael Faraday, som studerte dei magnetiske kraftlinjene som ein kan få fram, til dømes ved å drysse jernfilspon på ei glasplate som ligg over polane på ein magnet (sjå magnetisk felt). Jernfilsponen ordnar seg då i lange kjedar, som strekkjer seg frå den eine magnetpolen til den andre og følgjer bestemde linjer. Faraday utvida dette, idet han tenkte seg at kraftlinjene heile tida er til stades som ein eigenskap, ein struktur, i rommet. Jernfilsponen gjer dei berre synlege. På liknande måte kan ein illustrere elektriske kraftlinjer med gipspulver eller liknande.

Faraday si lære vart seinare utforma matematisk, særleg av James Clerk Maxwell. Matematisk blir kraftfelt karakterisert ved ein feltvektor. For eit statisk felt er feltvektoren berre avhengig av koordinatane, men for dynamiske felt er feltvektoren òg ein funksjon av tida. I den teoretiske handsaminga blir ofte andre feltstorleikar innført, potensiale, som kraftfelta kan avleiast av. Tydinga av omgrepet kraftfelt ligg på den eine side i at det er åskodeleg og nært knytt til det som er målbart, på den andre sida i at det har vist seg vel eigna for matematisk handsaming. Òg i moderne fysiske teoriar som generell relativitetsteori og kvantefysikk er kraftfelta av grunnleggjande tyding.

Kjelder

• kraftfelt. I Store norske leksikon. Henta frå: http://snl.no/kraftfelt