Elektrodynamik

Inhaltsverzeichnis

• Elektrodynamik

  0

  -

  5
• Inhaltsverzeichnis

  5

  -

  15
• Vorwort

  15

  -

  17
• Vorbemerkungen

  17

  -

  23
• Vorwort zur deutschen Ausgabe

  23

  -

  27
• +

  Kapitel 1 Vektoranalysis

  27

  -

  95

  ---

  • +

    1.1 Vektoralgebra

    28

    -

    41

    ---

    • 1.1.1 Vektoroperationen

      28

      -

      31
    • 1.1.2 Vektoralgebra in der Komponentenform

      31

      -

      35
    • 1.1.3 Dreierprodukte

      35

      -

      36
    • 1.1.4 Orts-, Verschiebungs- und Verbindungsvektoren

      36

      -

      38
    • 1.1.5 Wie sich Vektoren transformieren

      38

      -

      41
  • +

    1.2 Differentialrechnung

    41

    -

    54

    ---

    • 1.2.1 „Gewöhnliche“ Ableitungen

      41

      -

      41
    • 1.2.2 Gradient

      41

      -

      45
    • 1.2.3 Der Operator v

      45

      -

      46
    • 1.2.4 Die Divergenz

      46

      -

      48
    • 1.2.5 Die Rotation

      48

      -

      49
    • 1.2.6 Produktregeln

      49

      -

      51
    • 1.2.7 Zweite Ableitungen

      51

      -

      54
  • +

    1.3 Integralrechnung

    54

    -

    71

    ---

    • 1.3.1 Linien-, Flächen- und Volumenintegrale

      54

      -

      60
    • 1.3.2 Der Fundamentalsatz der Differentialrechnung

      60

      -

      61
    • 1.3.3 Der Fundamentalsatz für den Gradienten

      61

      -

      63
    • 1.3.4 Der Fundamentalsatz für die Divergenz

      63

      -

      66
    • 1.3.5 Der Fundamentalsatz für die Rotation

      66

      -

      69
    • 1.3.6 Partielle Integration

      69

      -

      71
  • +

    1.4 Krummlinige Koordinaten

    71

    -

    78

    ---

    • 1.4.1 Sphärische Polarkoordinaten

      71

      -

      76
    • 1.4.2 Zylinderkoordinaten

      76

      -

      78
  • +

    1.5 Die Dirac'sche Deltafunktion

    78

    -

    87

    ---

    • 1.5.1 Die Divergenz von ^r/r2

      78

      -

      79
    • 1.5.2 Die eindimensionale Dirac'sche Deltafunktion

      79

      -

      84
    • 1.5.3 Die dreidimensionale Deltafunktion

      84

      -

      87
  • +

    1.6 Die Theorie der Vektorfelder

    87

    -

    87

    ---

    • 1.6.1 Das Helmholtz-Theorem

      87

      -

      87
    • 1.6.2 Potentiale

      87

      -

      95
• +

  Kapitel 2 Elektrostatik

  95

  -

  157

  ---

  • +

    2.1 Das elektrische Feld

    96

    -

    104

    ---

    • 2.1.1 Einleitung

      96

      -

      97
    • 2.1.2 Das Coulomb'sche Gesetz

      97

      -

      98
    • 2.1.3 Das elektrische Feld

      98

      -

      100
    • 2.1.4 Kontinuierliche Ladungsverteilungen

      100

      -

      104
  • +

    2.2 Divergenz und Rotation elektrostatischer Felder

    104

    -

    117

    ---

    • 2.2.1 Feldlinien, Fluss und Gauß'sches Gesetz

      104

      -

      109
    • 2.2.2 Die Divergenz von E

      109

      -

      109
    • 2.2.3 Anwendungen des Gauß'schen Gesetzes

      109

      -

      116
    • 2.2.4 Die Rotation von E

      116

      -

      117
  • +

    2.3 Das elektrische Potential

    117

    -

    132

    ---

    • 2.3.1 Einführung in Potentiale

      117

      -

      119
    • 2.3.2 Anmerkungen zu Potentialen

      119

      -

      124
    • 2.3.3 Poisson-Gleichung und Laplace-Gleichung

      124

      -

      124
    • 2.3.4 Das Potential einer örtlich begrenzten Ladungsverteilung

      124

      -

      129
    • 2.3.5 Randbedingungen der Elektrostatik

      129

      -

      132
  • +

    2.4 Arbeit und Energie in der Elektrostatik

    132

    -

    139

    ---

    • 2.4.1 Die zur Bewegung einer Ladung notwendige Arbeit

      132

      -

      133
    • 2.4.2 Die Energie einer Gruppe von Punktladungen

      133

      -

      135
    • 2.4.3 Die Energie einer kontinuierlichen Ladungsverteilung

      135

      -

      137
    • 2.4.4 Anmerkungen zur elektrostatischen Energie

      137

      -

      139
  • +

    2.5 Leiter

    139

    -

    147

    ---

    • 2.5.1 Grundlegende Eigenschaften

      139

      -

      141
    • 2.5.2 Induzierte Ladungen

      141

      -

      145
    • 2.5.3 Flächenladungen und die Kraft auf einen Leiter

      145

      -

      147
    • 2.5.4 Kondensatoren

      147

      -

      157
• +

  Kapitel 3 Potentiale

  157

  -

  219

  ---

  • +

    3.1 Laplace-Gleichung

    158

    -

    170

    ---

    • 3.1.1 Einleitung

      158

      -

      159
    • 3.1.2 Die Laplace-Gleichung in einer Dimension

      159

      -

      160
    • 3.1.3 Die Laplace-Gleichung in zwei Dimensionen

      160

      -

      162
    • 3.1.4 Die Laplace-Gleichung in drei Dimensionen

      162

      -

      164
    • 3.1.5 Randbedingungen und Eindeutigkeitssätze

      164

      -

      167
    • 3.1.6 Leiter und der zweite Eindeutigkeitssatz

      167

      -

      170
  • +

    3.2 Die Methode der Spiegelladungen

    170

    -

    176

    ---

    • 3.2.1 Das klassische Problem der Spiegelladung

      170

      -

      171
    • 3.2.2 Induzierte Flächenladung

      171

      -

      172
    • 3.2.3 Kraft und Energie

      172

      -

      173
    • 3.2.4 Andere Spiegelladungsprobleme

      173

      -

      176
  • +

    3.3 Separation der Variablen

    176

    -

    199

    ---

    • 3.3.1 Kartesische Koordinaten

      177

      -

      188
    • 3.3.2 Sphärische Koordinaten

      188

      -

      199
  • +

    3.4 Multipolentwicklung

    199

    -

    207

    ---

    • 3.4.1 Näherungsweise Potentiale in großen Entfernungen

      199

      -

      202
    • 3.4.2 Monopol- und Dipol-Terme

      202

      -

      205
    • 3.4.3 Koordinatenursprung in Multipolentwicklungen

      205

      -

      207
    • 3.4.4 Das elektrische Feld eines Dipols

      207

      -

      219
• +

  Kapitel 4 Elektrische Felder in Materie

  219

  -

  269

  ---

  • +

    4.1 Polarisation

    220

    -

    227

    ---

    • 4.1.1 Dielektrika

      220

      -

      220
    • 4.1.2 Induzierte Dipole

      220

      -

      223
    • 4.1.3 Ausrichtung polarer Moleküle

      223

      -

      226
    • 4.1.4 Polarisation

      226

      -

      227
  • +

    4.2 Das Feld eines polarisierten Objekts

    227

    -

    236

    ---

    • 4.2.1 Gebundene Ladungen

      227

      -

      231
    • 4.2.2 Physikalische Interpretation der Polarisationsladungen

      231

      -

      234
    • 4.2.3 Das Feld im Inneren eines Dielektrikums

      234

      -

      236
  • +

    4.3 Die dielektrische Verschiebung

    236

    -

    241

    ---

    • 4.3.1 Das Gauß'sche Gesetz in der Anwesenheit von Dielektrika

      236

      -

      240
    • 4.3.2 Eine irreführende Parallele

      240

      -

      241
    • 4.3.3 Randbedingungen

      241

      -

      241
  • +

    4.4 Lineare Dielektrika

    241

    -

    260

    ---

    • 4.4.1 Suszeptibilität, Dielektrizitätskonstante, Dielektrizitätszahl

      241

      -

      248
    • 4.4.2 Randwertprobleme bei linearen Dielektrika

      248

      -

      254
    • 4.4.3 Energie in dielektrischen Systemen

      254

      -

      260
    • 4.4.4 Kräfte auf Dielektrika

      260

      -

      269
• +

  Kapitel 5 Magnetostatik

  269

  -

  333

  ---

  • +

    5.1 Die Lorentz-Kraft

    270

    -

    284

    ---

    • 5.1.1 Magnetfelder

      270

      -

      272
    • 5.1.2 Magnetische Kräfte

      272

      -

      277
    • 5.1.3 Ströme

      277

      -

      284
  • +

    5.2 Das Biot-Savart'sche Gesetz

    284

    -

    291

    ---

    • 5.2.1 Stationäre Ströme

      284

      -

      285
    • 5.2.2 Das Magnetfeld eines stationären Stroms

      285

      -

      291
  • +

    5.3 Divergenz und Rotation von B

    291

    -

    307

    ---

    • 5.3.1 Geradlinige Ströme

      291

      -

      293
    • 5.3.2 Divergenz und Rotation von B

      293

      -

      295
    • 5.3.3 Das Ampère'sche Gesetz

      295

      -

      304
    • 5.3.4 Vergleich zwischen Magnetostatik und Elektrostatik

      304

      -

      307
  • +

    5.4 Magnetisches Vektorpotential

    307

    -

    317

    ---

    • 5.4.1 Das Vektorpotential

      307

      -

      315
    • 5.4.2 Magnetostatische Randbedingungen

      315

      -

      317
    • 5.4.3 Multipolentwicklung des Vektorpotentials

      317

      -

      333
• +

  Kapitel 6 Magnetische Felder in Materie

  333

  -

  367

  ---

  • +

    6.1 Magnetisierung

    334

    -

    342

    ---

    • 6.1.1 Diamagnete, Paramagnete und Ferromagnete

      334

      -

      334
    • 6.1.2 Drehmomente und Kräfte auf magnetische Dipole

      334

      -

      339
    • 6.1.3 Effekt eines Magnetfelds auf die Umlaufbahnen in Atomen

      339

      -

      341
    • 6.1.4 Magnetisierung

      341

      -

      342
  • +

    6.2 Das Feld eines magnetisierten Objekts

    342

    -

    348

    ---

    • 6.2.1 Polarisationsströme

      342

      -

      346
    • 6.2.2 Physikalische Interpretation von Polarisationsströmen

      346

      -

      348
    • 6.2.3 Das magnetische Feld im Inneren von Materie

      348

      -

      348
  • +

    6.3 Das magnetische Hilfsfeld H

    348

    -

    354

    ---

    • 6.3.1 Das Ampère'sche Gesetz in magnetisierten Materialien

      348

      -

      352
    • 6.3.2 Eine irreführende Parallele

      352

      -

      353
    • 6.3.3 Randbedingungen

      353

      -

      354
  • +

    6.4 Lineare und nichtlineare Medien

    354

    -

    358

    ---

    • 6.4.1 Magnetische Suszeptibilität und Permeabilität

      354

      -

      358
    • 6.4.2 Ferromagnetismus

      358

      -

      367
• +

  Kapitel 7 Elektrodynamik

  367

  -

  437

  ---

  • +

    7.1 Elektromotorische Kraft

    368

    -

    386

    ---

    • 7.1.1 Ohm'sches Gesetz

      368

      -

      375
    • 7.1.2 Elektromotorische Kraft

      375

      -

      378
    • 7.1.3 Dynamische elektromotorische Kraft

      378

      -

      386
  • +

    7.2 Elektromagnetische Induktion

    386

    -

    411

    ---

    • 7.2.1 Das Faraday'sche Gesetz

      386

      -

      392
    • 7.2.2 Das induzierte elektrische Feld

      392

      -

      398
    • 7.2.3 Induktivität

      398

      -

      406
    • 7.2.4 Energie in Magnetfeldern

      406

      -

      411
  • +

    7.3 Die Maxwell'schen Gleichungen

    411

    -

    423

    ---

    • 7.3.1 Die Elektrodynamik vor Maxwell

      411

      -

      413
    • 7.3.2 Wie Maxwell das Ampère'sche Gesetz reparierte

      413

      -

      417
    • 7.3.3 Die Maxwell'schen Gleichungen

      417

      -

      419
    • 7.3.4 Magnetische Ladung

      419

      -

      420
    • 7.3.5 Maxwell'sche Gleichungen in Materie

      420

      -

      423
    • 7.3.6 Randbedingungen

      423

      -

      437
• Zwischenakt

  437

  -

  439
• +

  Kapitel 8 Erhaltungssätze

  439

  -

  469

  ---

  • +

    8.1 Ladung und Energie

    440

    -

    445

    ---

    • 8.1.1 Die Kontinuitätsgleichung

      440

      -

      441
    • 8.1.2 Der Poynting'sche Satz

      441

      -

      445
  • +

    8.2 Impuls

    445

    -

    459

    ---

    • 8.2.1 Das dritte Newton'sche Gesetz in der Elektrodynamik

      445

      -

      446
    • 8.2.2 Der Maxwell'sche Spannungstensor

      446

      -

      451
    • 8.2.3 Impulserhaltung

      451

      -

      455
    • 8.2.4 Drehimpuls

      455

      -

      459
  • 8.3 Magnetische Kräfte verrichten keine Arbeit

    459

    -

    469
• +

  Kapitel 9 Elektromagnetische Wellen

  469

  -

  525

  ---

  • +

    9.1 Wellen in einer Dimension

    470

    -

    481

    ---

    • 9.1.1 Die Wellengleichung

      470

      -

      473
    • 9.1.2 Sinusförmige Wellen

      473

      -

      476
    • 9.1.3 Randbedingungen: Reflexion und Transmission

      476

      -

      480
    • 9.1.4 Polarisation

      480

      -

      481
  • +

    9.2 Elektromagnetische Wellen im Vakuum

    481

    -

    490

    ---

    • 9.2.1 Die Wellengleichung für E und B

      481

      -

      483
    • 9.2.2 Monochromatische ebene Wellen

      483

      -

      486
    • 9.2.3 Energie und Impuls in elektromagnetischen Wellen

      486

      -

      490
  • +

    9.3 Elektromagnetische Wellen in Materie

    490

    -

    500

    ---

    • 9.3.1 Ausbreitung in linearen Medien

      490

      -

      491
    • 9.3.2 Reflexion und Transmission bei senkrechtem Einfall

      491

      -

      494
    • 9.3.3 Reflexion und Transmission bei schrägem Einfall

      494

      -

      500
  • +

    9.4 Absorption und Dispersion

    500

    -

    514

    ---

    • 9.4.1 Elektromagnetische Wellen in Leitern

      500

      -

      504
    • 9.4.2 Reflexion an einer leitenden Oberfläche

      504

      -

      506
    • 9.4.3 Die Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante

      506

      -

      514
  • +

    9.5 Geführte Wellen

    514

    -

    520

    ---

    • 9.5.1 Wellenleiter

      514

      -

      516
    • 9.5.2 TE-Wellen in rechtwinkligen Wellenleitern

      516

      -

      520
    • 9.5.3 Koaxiale Übertragungsleitungen

      520

      -

      525
• +

  Kapitel 10 Potentiale und Felder

  525

  -

  557

  ---

  • +

    10.1 Der Potentialformalismus

    526

    -

    534

    ---

    • 10.1.1 Skalare und Vektorpotentiale

      526

      -

      529
    • 10.1.2 Eichtransformationen

      529

      -

      530
    • 10.1.3 Coulomb-Eichung und Lorenz-Eichung

      530

      -

      532
    • 10.1.4 Die Lorentz-Kraft in Potentialform

      532

      -

      534
  • +

    10.2 Kontinuierliche Verteilungen

    534

    -

    541

    ---

    • 10.2.1 Retardierte Potentiale

      534

      -

      539
    • 10.2.2 Die Jefimenko-Gleichungen

      539

      -

      541
  • +

    10.3 Punktladungen

    541

    -

    548

    ---

    • 10.3.1 Liénard-Wiechert-Potentiale

      541

      -

      548
    • 10.3.2 Die Felder einer bewegten Punktladung

      548

      -

      557
• +

  Kapitel 11 Strahlung

  557

  -

  597

  ---

  • +

    11.1 Dipolstrahlung

    558

    -

    575

    ---

    • 11.1.1 Was ist Strahlung?

      558

      -

      559
    • 11.1.2 Elektrische Dipolstrahlung

      559

      -

      565
    • 11.1.3 Magnetische Dipolstrahlung

      565

      -

      570
    • 11.1.4 Strahlung aus einer beliebigen Quelle

      570

      -

      575
  • +

    11.2 Punktladungen

    575

    -

    586

    ---

    • 11.2.1 Abgestrahlte Leistung einer Punktladung

      575

      -

      581
    • 11.2.2 Strahlungsreaktion

      581

      -

      586
    • 11.2.3 Die physikalische Grundlage der Strahlungsreaktion

      586

      -

      597
• +

  Kapitel 12 Elektrodynamik und Relativität

  597

  -

  679

  ---

  • +

    12.1 Die spezielle Relativitätstheorie

    598

    -

    632

    ---

    • 12.1.1 Die Einstein'schen Postulate

      598

      -

      605
    • 12.1.2 Die Geometrie der Relativitätstheorie

      605

      -

      617
    • 12.1.3 Die Lorentz-Transformationen

      617

      -

      624
    • 12.1.4 Die Struktur der Raumzeit

      624

      -

      632
  • +

    12.2 Relativistische Mechanik

    632

    -

    651

    ---

    • 12.2.1 Eigenzeit und Eigengeschwindigkeit

      632

      -

      635
    • 12.2.2 Relativistische Energie und relativistischer Impuls

      635

      -

      638
    • 12.2.3 Relativistische Kinematik

      638

      -

      643
    • 12.2.4 Relativistische Dynamik

      643

      -

      651
  • +

    12.3 Relativistische Elektrodynamik

    651

    -

    671

    ---

    • 12.3.1 Magnetismus als relativistisches Phänomen

      651

      -

      654
    • 12.3.2 Wie sich Felder transformieren

      654

      -

      664
    • 12.3.3 Der Feldtensor

      664

      -

      667
    • 12.3.4 Elektrodynamik in Tensornotation

      667

      -

      671
    • 12.3.5 Relativistische Potentiale

      671

      -

      679
• +

  Anhang A Vektoranalysis in krummlinigen Koordinaten

  679

  -

  687

  ---

  • A.1 Einführung

    679

    -

    679
  • A.2 Schreibweisen

    679

    -

    680
  • A.3 Gradient

    680

    -

    681
  • A.4 Divergenz

    681

    -

    684
  • A.5 Rotation

    684

    -

    686
  • A.6 Laplace-Operator

    686

    -

    687
• Anhang B Das Helmholtz-Theorem

  687

  -

  691
• Anhang C Einheiten

  691

  -

  695
• Index

  695

  -

  716
• Copyright

  716

  -

  -1

Über die Autoren

David J. Griffiths

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