Elektrodynamik Geschichte
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- Hinrich Solberg
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1 Elektrodynamik Geschichte Daniel Grumiller Institut für Theoretische Physik (FH, 10. Stock) TU Wien I Sommersemester 2014 grumil@hep.itp.tuwien.ac.at
2 Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 2/10
3 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
4 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
5 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China 800 Magnetit (magnetische Wirkung auf Eisen) in Europa (Plinius) 600 Thales v. Milet: elektrostatische Aufladung von Bernstein (altgriechisch: Bernstein = elektron ) 100 erste Batterie (in der Nähe von Bagdad): Eisenstab mit Kupferzylinder und Traubensaft als Elektrolyt Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
6 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China 800 Magnetit (magnetische Wirkung auf Eisen) in Europa (Plinius) 600 Thales v. Milet: elektrostatische Aufladung von Bernstein (altgriechisch: Bernstein = elektron ) 100 erste Batterie (in der Nähe von Bagdad): Eisenstab mit Kupferzylinder und Traubensaft als Elektrolyt 1100 Kompass kommt nach Europa Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
7 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China 800 Magnetit (magnetische Wirkung auf Eisen) in Europa (Plinius) 600 Thales v. Milet: elektrostatische Aufladung von Bernstein (altgriechisch: Bernstein = elektron ) 100 erste Batterie (in der Nähe von Bagdad): Eisenstab mit Kupferzylinder und Traubensaft als Elektrolyt 1100 Kompass kommt nach Europa 1269 Petrus Peregrinus: Entdeckung von Magnetpolen Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
8 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China 800 Magnetit (magnetische Wirkung auf Eisen) in Europa (Plinius) 600 Thales v. Milet: elektrostatische Aufladung von Bernstein (altgriechisch: Bernstein = elektron ) 100 erste Batterie (in der Nähe von Bagdad): Eisenstab mit Kupferzylinder und Traubensaft als Elektrolyt 1100 Kompass kommt nach Europa 1269 Petrus Peregrinus: Entdeckung von Magnetpolen 1600 William Gilbert: es gibt keine magnetischen Monopole (divb=0); Reibungselektrizität Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
9 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China 800 Magnetit (magnetische Wirkung auf Eisen) in Europa (Plinius) 600 Thales v. Milet: elektrostatische Aufladung von Bernstein (altgriechisch: Bernstein = elektron ) 100 erste Batterie (in der Nähe von Bagdad): Eisenstab mit Kupferzylinder und Traubensaft als Elektrolyt 1100 Kompass kommt nach Europa 1269 Petrus Peregrinus: Entdeckung von Magnetpolen 1600 William Gilbert: es gibt keine magnetischen Monopole (divb=0); Reibungselektrizität 1629 Nicolo Cabeo: elektrisch geladene Körper können einander abstossen Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
10 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China 800 Magnetit (magnetische Wirkung auf Eisen) in Europa (Plinius) 600 Thales v. Milet: elektrostatische Aufladung von Bernstein (altgriechisch: Bernstein = elektron ) 100 erste Batterie (in der Nähe von Bagdad): Eisenstab mit Kupferzylinder und Traubensaft als Elektrolyt 1100 Kompass kommt nach Europa 1269 Petrus Peregrinus: Entdeckung von Magnetpolen 1600 William Gilbert: es gibt keine magnetischen Monopole (divb=0); Reibungselektrizität 1629 Nicolo Cabeo: elektrisch geladene Körper können einander abstossen 1729 Stephen Gray: Unterschied zwischen Leitern und Isolatoren Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
11 Vorgeschichte und Frühgeschichte: 10 6 Blitze 2800 Elektrische Schocks entdeckt durch Zitteraal/-rochen in Ägypten 2600 Magnetkompass in China 800 Magnetit (magnetische Wirkung auf Eisen) in Europa (Plinius) 600 Thales v. Milet: elektrostatische Aufladung von Bernstein (altgriechisch: Bernstein = elektron ) 100 erste Batterie (in der Nähe von Bagdad): Eisenstab mit Kupferzylinder und Traubensaft als Elektrolyt 1100 Kompass kommt nach Europa 1269 Petrus Peregrinus: Entdeckung von Magnetpolen 1600 William Gilbert: es gibt keine magnetischen Monopole (divb=0); Reibungselektrizität 1629 Nicolo Cabeo: elektrisch geladene Körper können einander abstossen 1729 Stephen Gray: Unterschied zwischen Leitern und Isolatoren 1734 Charles Francois de Cisternay du Fay: es gibt zwei Arten von Ladungen Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 3/10
12 Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 4/10
13 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
14 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r 2 Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
15 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
16 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
17 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz 1799 Alessandro Volta: Voltasche Batterie Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
18 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz 1799 Alessandro Volta: Voltasche Batterie 1819 Christian Oersted: elektrische Ströme sind Wirbel für Magnete Heinrich Friedrich Lenz: Induktionsstrom Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
19 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz 1799 Alessandro Volta: Voltasche Batterie 1819 Christian Oersted: elektrische Ströme sind Wirbel für Magnete Heinrich Friedrich Lenz: Induktionsstrom 1821 Andre Marie Ampere: Amperesches Gesetz Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
20 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz 1799 Alessandro Volta: Voltasche Batterie 1819 Christian Oersted: elektrische Ströme sind Wirbel für Magnete Heinrich Friedrich Lenz: Induktionsstrom 1821 Andre Marie Ampere: Amperesches Gesetz 1824 Amperesche Kreisströme: alle magnetischen Ströme sind elektrischen Ursprungs Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
21 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz 1799 Alessandro Volta: Voltasche Batterie 1819 Christian Oersted: elektrische Ströme sind Wirbel für Magnete Heinrich Friedrich Lenz: Induktionsstrom 1821 Andre Marie Ampere: Amperesches Gesetz 1824 Amperesche Kreisströme: alle magnetischen Ströme sind elektrischen Ursprungs 1830 Joseph Henry, Michael Faraday: Induktionsgesetz Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
22 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz 1799 Alessandro Volta: Voltasche Batterie 1819 Christian Oersted: elektrische Ströme sind Wirbel für Magnete Heinrich Friedrich Lenz: Induktionsstrom 1821 Andre Marie Ampere: Amperesches Gesetz 1824 Amperesche Kreisströme: alle magnetischen Ströme sind elektrischen Ursprungs 1830 Joseph Henry, Michael Faraday: Induktionsgesetz 1846 Wilhelm Weber (+Gauss): Messung des Erdmagnetfeldes Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
23 Klassische Periode: 1747 Benjamin Franklin: positive/negative Ladungen; Ladungserhaltung; keine elektrostatischen Kräfte im Leiter 1767 Joseph Priestly: Experimente mit geladenen Kugeln: F 1/r Charles-Augustin Coulomb: Präzissionsmessung obigen Kraftgesetzes 1791 Luigi Galvani: Froschschenkelversuche; Georg Simon Ohm: Ohmsches Gesetz 1799 Alessandro Volta: Voltasche Batterie 1819 Christian Oersted: elektrische Ströme sind Wirbel für Magnete Heinrich Friedrich Lenz: Induktionsstrom 1821 Andre Marie Ampere: Amperesches Gesetz 1824 Amperesche Kreisströme: alle magnetischen Ströme sind elektrischen Ursprungs 1830 Joseph Henry, Michael Faraday: Induktionsgesetz 1846 Wilhelm Weber (+Gauss): Messung des Erdmagnetfeldes 1850 Michael Faraday: es gibt E und B Feld Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 5/10
24 Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 6/10
25 Moderne: 1865 James Clark Maxwell: Maxwellgleichungen Gauss/Coulomb: dive = 4π ρ Ampere/Maxwell: rotb c t E = 4π c j Faraday/Lenz/Maxwell: rote + c t B = 0 Gauss: divb = 0 18xx Ludwig Boltzmann: War es ein Gott, der diese Zeichen schrieb, Die mit geheimnissvoll verborg nem Trieb Die Kräfte der Natur um mich enthüllen Und mir das Herz mit stiller Freude füllen. Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 7/10
26 Moderne: 1865 James Clark Maxwell: Maxwellgleichungen Gauss/Coulomb: dive = 4π ρ Ampere/Maxwell: rotb c t E = 4π c j Faraday/Lenz/Maxwell: rote + c t B = 0 Gauss: divb = 0 18xx Ludwig Boltzmann: War es ein Gott, der diese Zeichen schrieb, Die mit geheimnissvoll verborg nem Trieb Die Kräfte der Natur um mich enthüllen Und mir das Herz mit stiller Freude füllen Heinrich Hertz: experimentelle Verifizierung elektromagnetischer Wellen Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 7/10
27 Moderne: 1865 James Clark Maxwell: Maxwellgleichungen Gauss/Coulomb: dive = 4π ρ Ampere/Maxwell: rotb c t E = 4π c j Faraday/Lenz/Maxwell: rote + c t B = 0 Gauss: divb = 0 18xx Ludwig Boltzmann: War es ein Gott, der diese Zeichen schrieb, Die mit geheimnissvoll verborg nem Trieb Die Kräfte der Natur um mich enthüllen Und mir das Herz mit stiller Freude füllen Heinrich Hertz: experimentelle Verifizierung elektromagnetischer Wellen 1895 Hendrik Anton Lorentz: Maxwellsche Theorie in Materie Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 7/10
28 Moderne: 1865 James Clark Maxwell: Maxwellgleichungen Gauss/Coulomb: dive = 4π ρ Ampere/Maxwell: rotb c t E = 4π c j Faraday/Lenz/Maxwell: rote + c t B = 0 Gauss: divb = 0 18xx Ludwig Boltzmann: War es ein Gott, der diese Zeichen schrieb, Die mit geheimnissvoll verborg nem Trieb Die Kräfte der Natur um mich enthüllen Und mir das Herz mit stiller Freude füllen Heinrich Hertz: experimentelle Verifizierung elektromagnetischer Wellen 1895 Hendrik Anton Lorentz: Maxwellsche Theorie in Materie 1905 Albert Einstein: Zur Elektrodynamik bewegter Körper (SRT) Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 7/10
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30 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
31 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag 1920 Hermann Weyl: Eichinvarianz Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
32 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag 1920 Hermann Weyl: Eichinvarianz 1946 Tomonaga, Schwinger, Feynman, Dyson: Quantenelektrodynamik Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
33 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag 1920 Hermann Weyl: Eichinvarianz 1946 Tomonaga, Schwinger, Feynman, Dyson: Quantenelektrodynamik 19xx Maxwellgleichungen in einfacherer Notation: d F = 4π c j df = 0 Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
34 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag 1920 Hermann Weyl: Eichinvarianz 1946 Tomonaga, Schwinger, Feynman, Dyson: Quantenelektrodynamik 19xx Maxwellgleichungen in einfacherer Notation: d F = 4π c j df = gyromagnetischer Faktor des Elektrons (Experiment): ge exp = ± Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
35 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag 1920 Hermann Weyl: Eichinvarianz 1946 Tomonaga, Schwinger, Feynman, Dyson: Quantenelektrodynamik 19xx Maxwellgleichungen in einfacherer Notation: d F = 4π c j df = gyromagnetischer Faktor des Elektrons (Experiment): g exp e = ± Fermi-LAT bestätigt Lorentz-Invarianz bis E > 3E Planck Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
36 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag 1920 Hermann Weyl: Eichinvarianz 1946 Tomonaga, Schwinger, Feynman, Dyson: Quantenelektrodynamik 19xx Maxwellgleichungen in einfacherer Notation: d F = 4π c j df = gyromagnetischer Faktor des Elektrons (Experiment): g exp e = ± Fermi-LAT bestätigt Lorentz-Invarianz bis E > 3E Planck 2012 gyromagnetischer Faktor des Elektrons (Theorie): g th e 2 = ± Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
37 Post-Moderne: 19xx zahlreiche technische Entwicklungen; Elektromagnetismus, Optik, elektromagnetische Wellen werden Alltag 1920 Hermann Weyl: Eichinvarianz 1946 Tomonaga, Schwinger, Feynman, Dyson: Quantenelektrodynamik 19xx Maxwellgleichungen in einfacherer Notation: d F = 4π c j df = gyromagnetischer Faktor des Elektrons (Experiment): g exp e = ± Fermi-LAT bestätigt Lorentz-Invarianz bis E > 3E Planck 2012 gyromagnetischer Faktor des Elektrons (Theorie): g th e = ± Polarisation der kosmischen Hintergrundstrahlung (BICEP2) [?] Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 9/10
38 Daniel Grumiller Elektrodynamik Geschichte 10/10
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