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Fachbereich Naturwissenschaften, Universität Kassel Raum 1279, Telefon: 804 4480, Fax: 804.

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1 Fachbereich Naturwissenschaften, Universität Kassel Raum 1279, Telefon: , Fax: Martin E. Garcia Elektrodynamik WS 2009/2010

2 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  I. Einführung - Warum ist eine Feldtheorie erforderlich? - Warum ist eine Feldtheorie erforderlich? - Die Coulomb-Wechselwirkung und das elektrische Feld - Die Coulomb-Wechselwirkung und das elektrische Feld

3 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  II. Elektrostatik - Ladungsdichte. Ladungsverteilungen. Elektrisches - Ladungsdichte. Ladungsverteilungen. Elektrisches Potential.Elektrisches Feld. Rotation und Wirbel des Potential.Elektrisches Feld. Rotation und Wirbel des E-Feldes. Feldlinien. E-Feldes. Feldlinien. - Quellen des E-Feldes. Divergenz. Der Gaußsche - Quellen des E-Feldes. Divergenz. Der Gaußsche Integralsatz. Differentielle Form. Integralsatz. Differentielle Form. - Laplace- und Poisson-Gleichungen. - Laplace- und Poisson-Gleichungen. - Randwertprobleme in kartesischen, Kugel- und - Randwertprobleme in kartesischen, Kugel- und Zylinderkoordinaten Zylinderkoordinaten

4 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  II. Elektrostatik - Elektrische Leiter. Oberflächenladungen. - Elektrische Leiter. Oberflächenladungen. - Lösung des Randwert-Problem: die Methode der - Lösung des Randwert-Problem: die Methode der Spiegelladungen. Die Methode der konformen Spiegelladungen. Die Methode der konformen Abbildung. Entwicklung nach orthogonalen Funktionen: Abbildung. Entwicklung nach orthogonalen Funktionen: Fourier-Reihe, Kugelfunktionen, Bessel-Funktionen. Fourier-Reihe, Kugelfunktionen, Bessel-Funktionen. - Dirichletsche und Neumannsche Randbedingungen: - Dirichletsche und Neumannsche Randbedingungen: Lösung mit der Greenschen Funktion. Lösung mit der Greenschen Funktion. - Elektrostatische Feldenergie. - Elektrostatische Feldenergie.

5 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  II. Elektrostatik - Multipolentwicklungen. Polarisation. Dielektrika. - Multipolentwicklungen. Polarisation. Dielektrika. Die dielektrische Verschiebung. Grenzflächen. Die dielektrische Verschiebung. Grenzflächen. - Modelle für die molekulare Polarisierbarkeit. - Modelle für die molekulare Polarisierbarkeit. - Bindungsenergie in ionischen Kristallen. Madelung - Bindungsenergie in ionischen Kristallen. Madelung Energie. Energie.

6 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  III. Magnetostatik - Das Biot-Savartsche Gesetz - Das Biot-Savartsche Gesetz - Zweites Ampèresches Gesetz - Zweites Ampèresches Gesetz - Differentialgleichungen der Magnetostatik. - Differentialgleichungen der Magnetostatik. - Das Vektorpotential. - Das Vektorpotential. - Das magnetische Moment. - Das magnetische Moment. - Kreisförmige Stromschleifen. Lokalisierte - Kreisförmige Stromschleifen. Lokalisierte Stromverteilungen Stromverteilungen - Makroskopische Gleichungen. Kraft und Drehmoment. - Makroskopische Gleichungen. Kraft und Drehmoment. Magnetische Abschirmung Magnetische Abschirmung

7 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  IV. Die Maxwell-Gleichungen - Das Faradaysche Induktionsgesetz - Das Faradaysche Induktionsgesetz - Maxwellscher Verschiebungsstrom. Maxwell- - Maxwellscher Verschiebungsstrom. Maxwell- Gleichungen Gleichungen - Eichtransformationen: Coulomb- und Lorenz-Eichung - Eichtransformationen: Coulomb- und Lorenz-Eichung - Wellengleichung - Wellengleichung - Energie- und Impulserhaltung. Der Poynting-Vektor - Energie- und Impulserhaltung. Der Poynting-Vektor - Erhaltungssätze für makroskopische Materie - Erhaltungssätze für makroskopische Materie - Der Spannungstensor - Der Spannungstensor

8 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  V. Elektromagnetische Wellen - Ebene Wellen in nichtleitenden Medien - Ebene Wellen in nichtleitenden Medien - Lineare und zirkulare Polarisation - Lineare und zirkulare Polarisation - Reflexion und Brechung elektromagnetischer Wellen - Reflexion und Brechung elektromagnetischer Wellen - Wellen in dissipativen Medien - Wellen in dissipativen Medien - Wellenpakete. Phasen- und Gruppengeschwindigkeit - Wellenpakete. Phasen- und Gruppengeschwindigkeit - Kausalität und Kramers-Kronig-Relationen - Kausalität und Kramers-Kronig-Relationen - Retardierte Greensche Funktion. Retardierte - Retardierte Greensche Funktion. Retardierte Potentiale Potentiale

9 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  VI. Spezielle Relativitätstheorie - Infinitesimale Lorenz-Transformationen. - Infinitesimale Lorenz-Transformationen. Matrixdarstellung Matrixdarstellung - 4-Vektoren, Transformation der EM-Felder - 4-Vektoren, Transformation der EM-Felder - Lagrange- und Hamiltondichte für die Teilchen-Feld- - Lagrange- und Hamiltondichte für die Teilchen-Feld- Wechselwirkung. Wechselwirkung. - Kovarianz der Elektrodynamik. - Kovarianz der Elektrodynamik.

10 Elektrodynamik: Vorlesungsübersicht  VII. Anwendungen - Herzscher Dipol: Fernfeld-Näherung - Herzscher Dipol: Fernfeld-Näherung - Suszeptibilitäten: Ohmsches Gesetz. Hall-Effekt - Suszeptibilitäten: Ohmsches Gesetz. Hall-Effekt - Wellenleiter - Wellenleiter - Skalare Beugungstheorie - Skalare Beugungstheorie

11 Elektrodynamik: Literatur 1) J. D. Jackson, Classical Electrodynamics, (Wiley) 2) W. Panofsky, M. Phillips, Classisal Electricity and Magnetism, (Addison-Wesley, Reading) 3) W. Nolting, Elektrodynamik, (Zimmermann-Neufang, Ulmen, 1993) 4) W. Greiner, Klassische Elektrodynamik, (Harri Deutsch, Thun, 1982) 5) R. Becker, F. Sauter, Theorie der Elektrizität 1,(Teubner, Stuttgart, 1973) 6) L. D. Landau, E. M. Lifschitz, Klassische Feldtheorie, (Akademie-Verlag, Berlin, 1973)


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