2 Inhaltsverzeichnis

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Elektro- und Magnetostatik 1.1 Kräfte zwischen elektrischen Ladungen und Magnetpolen Das Coulombsche Gesetz ( ) Die dielektrische Maßsystemkonstante und die elektrostatische Ladungseinheit Das Coulombsche Gesetz für Magnetpole Die magnetische Maßsystemkonstante Kräfte und Drehmomente zwischen magnetischen Dipolen Der Magnet und sein magnetisches Moment Kraftwirkung des Magneten auf eine magnetische Ladung Drehmomentwirkung des Magneten auf eine Kompaßnadel Anziehungskraft zwischen parallel orientierten Magneten Die Einheit des magnetischen Momentes Magnet* und elektrostatische Felder Das Magnetfeld der Erde Das Magnetfeld des Stabmagneten Die Einheit der Magnetfeldstärke Das Gaußsche Verfahren zur Messung magnetischer Momente und des Magnetfeldes Elektrostatische Felder Die Berechnung des Feldes aus dem Potential Das Potential der Punktladung (Coulomb-Potential) Das Potential von Ladungsverteilungen Feld eines geraden geladenen Drahtes Feld einer gleichmäßig geladenen Rechteckscheibe Feld einer gleichmäßig geladenen Kreisscheibe Feld einer gleichmäßig geladenen Kugeloberfläche Feld einer kugelformigen, homogenen Ladungswolke Kondensatoren Kugel- und Zylinderkondensator Kugelpaar und Doppelleitung Der Kondensator als Energiespeicher Die Auswirkung des Dielektrikums Die Differentialgleichung des Potentials...

2 2 Inhaltsverzeichnis Die Strömungsanalogie für das elektrische Feld Differentialoperation,Divergenzu und Laplace-Operator Potentiale und Hertzvektoren von Dipolen und Dipol-Verteilungen Feld des Magneten Feld einer magnetisierten Scheibe Der Hertz-Vektor des magnetischen und des elektrischen Dipols Polarisation und Magnetisierung Beispiel: Die homogen polarisierte bzw. magnetisierte Kugel Anhang: Berechnung der Felder einfacher Ladungsverteilungen Feld des geraden, geladenen Drahtes (Gleichung ) Feld der geladenen Rechteckscheibe (Gleichung ) Feld einer geladenen Kreisscheibe (Gleichung )... 2 Das Magnetfeld des Elektrischen Stromes 2.1 Die Erzeugung elektrischen Stromes durch die Voltasche Säule Das Oersted-Feld Die Entdeckung der magnetischen Wirkung des Stromes (1820) Die mathematische Formulierung des,,oerste d.feldesu durch Biot und Savart Die elektromagnetische und die elektrostatische Stromeinheit Das Gesetz von Biot und Savart Das Magnetfeld des Stromelementes Das Magnetfeld eines geschlossenen Stromkreises Die Äquivalenz zwischen Stromkreisen und Magneten Das Feld der Spule Die Kraftwirkitngen zwischen elektrischen Strömen Amperes Versuche zu den magnetischen Wirkungen des elektrischen Stromes ( ) Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf ein Stromelement Kraftwirkung zwischen parallelen stromführenden Drähten Kraftwirkung eines Stromkreises auf einen anderen Stromkreis Das Vektorpotential Strömungsanalogie für das magnetische Feld des elektrischen Stromes Die Differentialoperation,Rotationu Das Vektorpotential eines Stromelementes Das Vektorpotential des langen, geraden Drahtes Das Vekt~r~otential des Kreisstromes Die Gesetze von Ohm und Joule Das Ohmsche Gesetz Das Joulesche Gesetz Anhang: Berechnung des Integrals in Näherungsweise Berechnung der Kraft zwischen zwei Kreisströmen..

3 Inhaltsverzeichnis 3 3 Die elektromagnetische Induktion Entdeckung der Induktion und der Selbstinduktion durch M. Faraday Erregung von Elektrizität durch MagnetismusU Induktion im Feld eines Stabmagneten W. Webers Beitrag zur Definition elektromagnetischer Mafisysteme Die Konstanten des Induktionsgesetzes und die elektromagnetische Spannungseinheiten Die Feldlinien des induzierten elektrischen Feldes Die Induktion im Felde eines Stromkreises Induktion im Feld eines langen, geraden Drahtes Induktion im Feld eines Kreisstromes Die Beziehung zwischen Induktions- und Kraftwirkung Die Selbstinduktion Die Induktivität des Kreisstromes Induktivitäten der Doppelleitung, des Koaxialkabels und der Spule Induktivität der Doppelleitung Induktivität des Koaxialkabels Induktivität der langgestreckten Spule Die Auswirkung eines Spulenkerns Die Selbstinduktionsspannung und die magnetische Energie Anhang Näherungsrechnung für die Gegeninduktivität eng benachbarter Kreisströme Von der Fern- zur Nahewirkungs-Theorie Materie im elektrischen und im magnetischen Feld Die Polarisation des Dielektrikums Die im Dielektrikum gespeicherte Energie Die Magnetisierung des Spulenkerns Die im Spulenkern gespeicherte Energie Die Maxwellschen Gleichungen Der Polarisationsstrorn Der dielektrische Verschiebungsstrom im Vakuum Maxwells Deutung der magnetischen Kraftflußdichte im Vakuum Wo steckt die Energie? Das System der Feldgleichungen in Maxwells Darstellung und in heutiger Form Elektromagnetische Wellen Grundbegriffe der Wellenausbreitung Eine Erinnerung an die elementare Einführung der Gleichung der ebenen Welle Elektromagnetische Wellen auf homogenen Leitungen Der Wellenwiderstand und der Reflexionsfaktor

4 5.1.4 Die Ausbreitung einer Gleichspannung über eine Leitung Harmonische Wellen Ebene elektromagnetische Wellen im Raum Herleitung der Wellengleichung für den elektrischen und magnetischen Vektor Lösung der Wellengleichung durch ebene Wellen Energietransport in der ebenen Welle Maßsystemkonstanten und Vakuum-Lichtgeschwindigkeit Harmonische Wellen Erzeugung und Nachweis elektromagnetischer Wellen durch Heinrich Hertz. 5.4 Elektromagnetisches Feld des Hertzschen Dipols und der Iireisstrom-Antenne Vorbereitung: Die Kugelwelle und das retardierte Potential Die Differentialgleichung der Kugelwelle Das retardierte Potential und das Fernfeld Feld des Hertzschen Dipols im Vakuum Feld des zeitlich veränderlichen Kreisstromes im Vakuum Richtcharakteristik und Energieabstrahlung des Dipols und des Kreisstromes Beispiele Entladung eines Kugelpaar-Kondensators Einschaltung eines Kreisstromes Die Felder harmonisch schwingender Sender Anhang Herleitung der in 5.4 verwendeten Vektor-Differentiations-Formeln Die Felder räumlich kontinuierlich verteilter Ladungen, Ströme, elektrischer und magnetischer Dipole... 6 Vorn Äther zum Raum-Zeit-Kontinuum 6.1 Die Lorentz-Transformation Seilwelle im bewegten Bezugssystem: Galilei-Transformation Anwendung der Galilei-Transformation auf Leitungswellen Die Lorentz-Transformation und ihre Anwendung auf Leitungswellen Lorentz-Transformation angewandt auf elektromagnetische Wellen Das Prinzip der Relativität Die,absolute Zeit" in einem ruhenden SystemU Zeit und Längenmaß im bewegten System" Folgerungen aus der Lorentztransformation Lorentzkontraktion und Relativität Zeitdilatation Dopplereffekt Gleichzeitigkeit Invarianz der Gleichung für eine Kugelwellenffäche Addition der Geschwindigkeiten...

5 Inhaltsverzeichnis Hintereinanderschaltung" zweier Lorentz-Transformationen Verallgemeinerte Addition der Geschwindigkeiten Ein Blick in die relativistische Dynamik Transformation der Beschleunigung Das Elektronu im elektromagnetischen Feld, seine Masse und die relativistische Energiefunktion Der relativistische Impuls Die Transformation des relativistischen Impulses Vierer- und Sechservektoren Die Rückführung magnetischer Kräfte auf elektrische Die Transformation der Ladungsdichte Das Modell des Stromes im metallischen Leiter Die Wirkung des Stromes auf eine bewegte Probeladung Anhang: Die magnetische Wirkung bewegter Ladungen von Carl Ramsauer Die Anwendung der Lorentz-Transformation auf die Maxwellschen Gleichungen