Theorie Der Elektrizität: Band 1: Einführung in Die Maxwellsche Theorie, Elektronentheorie. Relativitätstheorie

ISBN-13: 9783322967909 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 311 str.

Richard Becker; Fritz Sauter

Opis

Im Jahr 1894 erschien die "Einfuhrung in die Maxwellsche Theorie" von August Fop pel, zehn Jahre spater die von Max Abraham vollig umgearbeitete 2. Auflage, und zwar als erster Band der "Theorie der Elektrizitat," dem ein Jahr spater ein zweiter Band uber die Elektronentheorie folgte. Nach Abrahams Tod ubernahm Richard Becker die Weiterfuhrung des Werkes; und zwar erschien 1930 die 8. Auflage des ersten Bandes und 1933 die 6. Auflage des zweiten Bandes. Nach Beckers Tod ubernahm ich als sein langjahriger Mitarbeiter die weitere Herausgabe des Werkes mit der bereits von Becker geplanten Erweiterung auf drei Bande; und zwar erschien 1957 die weit gehend uberarbeitete 16. Auflage des ersten Bandes, 1963 die noch von Becker selbst begonnene und von seinen letzten Assistenten Gunther Leibfried und Wilhelm Brenig fertiggestellte 8. Auflage des zweiten Bandes und schlieBlich 1969 der vollig neu konzi pierte dritte Band. In der nunmehr vorliegenden 21. Auflage wurde der erste Band erneut grundlich uber arbeitet bzw. zum groBten Teil neu geschrieben. So wurden bei der Darstellung der Energieverhrutnisse im e1ektromagnetischen Fe1d (im 3. Kapitel) u. a. die thermodyna mischen Gegebenheiten eingehender als bisher diskutiert. Ferner wurde bei der Behand lung der Magnetfelder (im 5. Kapitel) die Induktion als die primare magnetische Feld groBe starker in den Vordergrund gestellt, da sich die magnetische Feldstarke ganz allgemein, aber auch speziell aus elektronentheoretischen Uberlegungen heraus, als abgeleitete GroBe erweist. Uberhaupt wurde die Elektronentheorie in groBerem Umfang als bisher herangezogen, beispielsweise in den Abschnitten des 8.

Spis treści

1. Die elektrische Ladung und das elektrostatische Feld im Vakuum.- 1.1. Die elektrische Ladung und das elektrische Elementarquantum.- 1.2. Die elektrische Feldstärke und das elektrische Potential.- 1.3. Das Coulombsche Gesetz.- 1.4. Der elektrische Kraftfluß.- 1.5. Die Verteilung der Elektrizität auf Leitern.- 1.6. Beispiele zur Potentialtheorie.- a) Der Kugelkondensator.- b) Das gestreckte Rotationsellipsoid.- c) Die Methode der konformen Abbildung.- 1.7. Influenzladungen.- a) Eine Punktladung gegenüber einer leitenden Ebene.- b) Eine Punktladung vor einer leitenden Kugel.- c) Nochmalige Behandlung des Problems b). Die Legendreschen Kugelfunktionen.- 1.8. Das elektrische Feld in großer Entfernung von den felderzeugenden Ladungen. Die Multipolfelder.- a) Das Coulomb-Feld.- b) Das Dipolfeld.- c) Das Quadrupolfeld.- d) Das allgemeine Multipolfeld.- Aufgaben zum 1. Kapitel.- 2. Elektrostatik der Dielektrika.- 2.1. Der Plattenkondensator mit dielektrischer Zwischenschicht.- 2.2. Die elektrische Polarisation.- 2.3. Die elektrostatischen Grundgleichungen in Isolatoren. Der Maxwellsche Verschiebungsvektor.- 2.4. Beispiele zur Elektrostatik der Dielektrika.- a) Eine Punktladung gegenüber einem dielektrischen Halbraum.- b) Eine dielektrische Kugel im homogenen elektrischen Feld.- c) Das homogen polarisierte Ellipsoid. Der Entelektrisierungsfaktor.- Aufgaben zum 2. Kapitel.- 3. Kraftwirkungen und Energieverhältnisse im elektrostatischen Feld.- 3.1. Systeme von Punktladungen im Vakuum.- a) Der Dipol im elektrostatischen Feld.- b) Der Quadrupol im elektrostatischen Feld.- 3.2. Die Feldenergie bei Anwesenheit von Leitern. Der Satz von Thomson.- 3.3. Die Feldenergie eines elektrostatischen Systems bei Anwesenheit von Isolatoren.- 3.4. Die elektrische Kraftdichte in einem polarisierten Dielektrikum.- 3.5. Die Maxwellschen Spannungen.- 3.6. Elektrische Kraftwirkungen in homogenen Flüssigkeiten und Gasen.- Aufgaben zum 3. Kapitel.- 4. Die Gesetze des elektrischen Stroms.- 4.1. Stromstärke und Stromdichte.- 4.2. Das Ohmsche Gesetz.- 4.3. Eingeprägte Kräfte. Die galvanische Kette.- 4.4. Trägheitseffekte der Metallelektronen.- 4.5. Die Joulesche Wärme.- Aufgaben zum 4. Kapitel.- 5. Das magnetische Feld.- 5.1. Die Lorentz-Kraft und die magnetische Induktion.- 5.2. Der Ringstrom als magnetischer Dipol.- 5.3. Das Faradaysche Induktionsgesetz.- 5.4. Das Magnetfeld von stationären Strömen im Vakuum. Das Oerstedsche Gesetz.- 5.5. Die Magnetisierung.- 5.6. Die magnetisierbaren Substanzen.- 1. Der Diamagnetismus.- 2. Der Paramagnetismus.- 3. Der Ferromagnetismus.- Aufgaben zum 5. Kapitel.- 6. Elektrodynamik quasistationärer Ströme.- 6.1. Selbstinduktion und wechselseitige Induktion.- 6.2. Stromkreise mit Widerständen und Induktivitäten. Das Vektordiagramm.- 6.3. Stromkreis mit Widerstand, Induktivität und Kapazität.- 6.4. Der Energiesatz für ein System von linearen Strömen.- Aufgaben zum 6. Kapitel.- 7. Die allgemeinen Grundgleichungen des elektromagnetischen Feldes.- 7.1. Die Vervollständigung der Maxwell-Gleichungen.- 7.2. Die Maxwell-Gleichungen bei Verwendung allgemeiner Koordinaten.- 7.3. Der Energiesatz in der Maxwellschen Theorie.- 7.4. Der Impulssatz in der Maxwellschen Theorie.- Aufgaben zum 7. Kapitel.- 8. Elektromagnetische Wellen.- 8.1. Elektromagnetische Wellen im Vakuum.- 8.2. Die Materialkonstanten bei elektromagnetischen Wellen in der Materie.- a) Der dynamische Wert der Leitfähigkeit.- b) Der dynamische Wert der. Dielektrizitätskonstante.- 8.3. Ebene Wellen in homogener Materie.- 8.4. Die Reflexion elektromagnetischer Wellen an Grenzflächen.- 8.5. Die Stromverdrängung (Skin-Effekt).- 8.6. Drahtwellen.- 8.7. Wellen in Hohlleitern.- Aufgaben zum B. Kapitel.- 9. Das Feld vorgegebener Ladungs- und Stromverteilungen.- 9.1. Das Feld einer gleichförmig bewegten Ladung.- 9.2. Energie- und Impulsverhältnisse bei einem gleichförmig bewegten Teilchen.- 9.3. Die elektromagnetischen Potentiale einer allgemeinen Ladungs- und Stromverteilung.- 9.4. Das elektromagnetische Feld einer beliebig bewegten Ladung.- 9.5. Die Ausstrahlung eines Senders elektromagnetischer Wellen.- 9.6. Die Multipole und ihre Strahlungsanteile.- Aufgaben zum 9. Kapitel.- 10. Die physikalischen und begrifflichen Grundlagen der Relativitätstheorie.- 10.1. Das Relativitätsprinzip in der Elektrodynamik.- 10.2. Revision des Raum-Zeit-Begriffs.- 10.3. Die Lorentz-Transformation.- 10.4. Folgerungen aus der Lorentz-Transformation.- a) Maßstäbe und Uhren bei der Lorentz-Transformation.- b) Geometrische Darstellung der Lorentz-Transformation.- c) Das Einsteinsche Additionstheorem der Geschwindigkeiten.- 10.5. Der Übergang zum vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum.- 10.6. Die allgemeine Lorentz-Transformation im vierdimensionalen Raum.- Aufgaben zum 10. Kapitel.- 11. Die relativistische Elektrodynamik.- 11.1. Die Feldgleichungen.- 11.2. Die Viererstromdichte.- 11.3. Der Momententensor.- 11.4. Die Kraftdichte und der Energie-Impuls-Tensor des elektromagnetischen Feldes im Vakuum.- 11.5. Die ebene Lichtwelle.- 11.6. Das Strahlungsfeld eines bewegten Elektrons.- Aufgaben zum 11. Kapitel.- 12. Die relativistische Mechanik.- 12.1. Die Mechanik eines Massenpunktes.- 12.2. Die Trägheit der Energie.- 12.3. Die mechanischen Spannungen.- a) Die Energie-Impuls-Bilanz beim Elektron.- b) Der Versuch von Trouton und Noble.- Aufgaben zum 12. Kapitel.- 13. Vektor- und Tensorrechmmg im dreidimensionalen Raum.- 13.1. Vektoralgebra.- a) Der Vektor.- b) Das Skalarprodukt.- c) Der Verschiebungsvektor ds und die Vektordarstellung bei Verwendung allgemeiner Koordinaten.- d) Das Vektorprodukt.- e) Das Spatprodukt und die Komponentendarstellung des Vektorproduktes.- f) Weitere Produktbildungen.- 13.2. Vektoranalysis.- a) Differentiation eines Vektors nach einem Parameter.- b) Der Gradient.- c) Die Divergenz.- d) Der Laplace-Operator ?.- e) Die Rotation.- f) Die räumlichen Polarkoordinaten als Beispiel.- g) Die Integralsätze der Vektoranalysis.- 13.3. Tensoralgebra.- a) Der Tensor und seine Komponenten.- b) Allgemeine Rechenregel für Tensoren.- c) Der orthogonale Tensor und die allgemeine Transformation von Tensoren.- d) Das Symmetrieverhalten von Tensoren.- e) Schiefsymmetrische Tensoren.- f) Symmetrische Tensoren.- 14. Formelzusammenstellung.- 15. Lösung der Aufgaben.