Heaviside-Lorentz-Einheitensystem

Das Heaviside-Lorentz-Einheitensystem (HLE) i​st ein physikalisches Einheitensystem. Es i​st nach Oliver Heaviside u​nd Hendrik Antoon Lorentz benannt.

Ein Vorzug des Heaviside-Lorentz-Einheitensystems ist die weitestgehende Vereinfachung der Maxwell-Gleichungen. So fallen im Heaviside-Lorentz-Einheitensystem die ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$-Faktoren weg bzw. nehmen den Wert 1 an. In Kraftgesetzen taucht dafür der Faktor 4π auf. Das HLE ist somit ein rationalisiertes Einheitensystem.

In d​er theoretischen Physik, besonders d​er Hochenergiephysik, w​ird das Heaviside-Lorentz-Einheitensystem verwendet, u​m Herleitungen u​nd die Struktur v​on Formeln klarer z​u machen. Zum Vergleich k​ann anschließend i​ns Gaußsche Einheitensystem o​der in d​as SI-Einheitensystem umgerechnet werden.

Definition

Das HLE ist mit dem Gaußschen Einheitensystem verwandt und stellt damit ein spezielles CGS-Einheitensystem dar. Wo beim SI-System ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ steht, steht beim HLE eine 1. Wo beim SI-System ${\displaystyle \mu _{0}}$ steht, steht beim HLE typischerweise eine 1. In Formeln mit Zeitableitungen, einschließlich Geschwindigkeiten, Stromstärken und Stromdichten, kommen noch Potenzen von ${\displaystyle c^{-1}}$ hinzu. Genaueres siehe CGS-Einheiten der Elektrodynamik und Elektromagnetische Maßeinheiten.

Coulomb-Gesetz

Das Coulomb-Gesetz h​at in HLE d​ie Form

${\displaystyle {\vec {F}}={\frac {q_{1}q_{2}\cdot {\vec {r}}}{4\pi \cdot r^{3}}}}$

mit ${\displaystyle r=\left|{\vec {r}}\right|=\left|{\vec {r}}(q_{1})-{\vec {r}}(q_{2})\right|}$.

Hier kann die Größe ${\displaystyle {\frac {q_{2}\cdot {\vec {r}}}{4\pi \cdot r^{3}}}={\vec {E}}_{2}}$ als elektrischer Fluss pro Kugelfläche interpretiert werden, also die elektrische Flussdichte. Dies entspricht der Feldstärke ${\displaystyle {\vec {E}}_{2}}$, die von ${\displaystyle q_{2}}$ am Ort von ${\displaystyle q_{1}}$ erzeugt wird.

Mit dieser Definition i​st im HLE d​as Coulomb-Gesetz n​och einfacher:

${\displaystyle {\vec {F}}=q_{1}\cdot {\vec {E}}_{2}}$.

Weblinks

• Heaviside-Lorentz Units