Inhalt Klass.Phys.II Elektrodynamik. 1. Elektrostatik. 6. Magnetismus in Materie. 2. Dielektrika. 7. Induktion. 3. Gleichstrom. 8.

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1 nhalt Klass.Phys. Elektrodynamik 1. Elektrostatik 6. Magnetismus in Materie 2. Dielektrika 7. nduktion 3. Gleichstrom 8. Wechselstrom 4. Elektrische Leitungsmechanismen v19, 20, 21 Ende :-) 5. Statische Magnetfelder 9. Elektromagnetische Wellen 10. Optik, Teilchen, erste Quanteneffekte... 2 klassp2 Johannes Blümer KP in KCET

2 Zusammenfassung v19 vom 11. Juli 2013 Der Maxwell sche Verschiebungsstrom Das mpere sche Gesetz verknüpft das ntegral von B ~ d ~ l über eine geschlossene Kurve C mit dem gesamten Strom, der durch die von C umschlossene Fläche tritt. Die Gleichung kann o enbar Kondensatoren und andere nicht-stationäre Ströme nicht beschreiben und muss um einen Verschiebungsstrom v erweitert werden, der die Änderung des elektrischen Flusses durch die von C umschlossene Fläche darstellt: d el v = 0 dt Das verallgemeinerte mpere sche Gesetz lautet dann ~B d ~` d el = µ 0 ( + v )=µ 0 + µ 0 0 dt C (88) (89) Für Stromdichte und Ladungsdichte gilt die Kontinuitätsgleichung: div~j Die Maxwell-Gleichungen in ihrer integralen und di erentiellen Form und ihre physikalische Bedeutung lauten: 1 Die Quellen des elektrischen Feldes sind Ladungen (Verallgemeinerung des Coulomb schen Gesetzes); elektrische Feldlinien beginnen und enden in Ladungen (oder im Unendlichen): ~E d ~ = Q/ 0 (91) div ~ E = / 0 (92) 2 Es gibt keine magnetischen Ladungen; B-Linien ~ sind in sich gecshlossen. ~B d ~ = 0 (93) div ~ B = 0 (94) 3 Ein elektrisches Feld wird durch ein zeitlich veränderliches Magnetfeld erzeugt. ~E d ~` = d Z dt ~B d ~ (95) C rot ~ E ~ (96) 4 Ein Magnetfeld wird einen elektrischen Strom und/oder durch ein zeitlich veränderliches E-Feld ~ erzeugt. Z ~B d ~` d = µ 0 + µ 0 0 ~E d dt ~ (97) C rot ~ B = µ 0 ~j + µ 0 ~ (98) Die wechselseitige Erzeugung von elektrischen und magnetischen Felder geschieht auch ausserhalb von Leitern: es entstehen elektromagnetische Wellen! Die elektrischen und magnetischen Feldlinien stehen stets senkrecht aufeinander und senkrecht zur usbreitungsrichtung; elektromagnetische Wellen sind Transversalwellen.

3 verknüpfte E- und B-Felder B C

4 Elektromagnetisches Spektrum Maxwell! Hertz! Nachweis em. Wellen hier 1887

5 Zur Energie-/mpulsrelation Versuch: Lichtmühle

6

7

8 Kometenschweif: Lichtdruck

9 Sonnenlicht & bsorption 1,00 0,75 0,50 0,25 0 [Gerthsen] λ/nm h/km [Demtröder] Radiowellen bsorption und Reflexion durch onosphäre Satellitensender Mikrowellen nfrarot und sichtbares Licht Millimeter-Bereich UV Röntgenbereich Schwingungs-Rotations- Übergänge von OH, H 2 O, CO 2, CH 4 Ozon O 3 O 2, N 2 bb Spektrale Empfindlichkeit des menschlichen uges im helladaptierten Zustand nm λ/m bb Spektrales bsorptionsverhalten der tmosphäre. Die rote Kurve gibt die Höhe h in der tmosphäre über dem Erdboden an, in der die ntensität (λ) der von außen einfallenden Strahlung auf 1/e abgeschwächt wird. Man sieht, dass es nur wenige spektrale Fenster gibt, in denen (λ) praktisch ungeschwächt auf dem Erdboden ankommt [Wikipedia]