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- Herausgeber: Wiley-VCH
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Deutsch
Perfekt zur Vorbereitung auf Klausuren und Prüfungen: Die „Aufgabensammlung Elektrodynamik” enthält mehr als 800 Aufgaben zur klassischen Elektrodynamik und mehr als 200 Aufgaben zu deren speziell-relativistischen Aspekten mit ausführlichen Lösungen. Die Aufgabensammlung ist unabhängig von einem speziellen Lehrbuch nutzbar, denn jedes Kapitel beginnt mit einer kurzen Einführung ins jeweilige Teilgebiet der Elektrodynamik. Sämtliche Aufgaben und Lösungen sind konsequent im SI-System formuliert.
Aus dem Inhalt:
Mathematische Methoden der Elektrodynamik
Die Elektromagnetischen Erscheinungen im Vakuum
Spezielle Relativitätstheorie
Relativistische Mechanik
Strahlung und Streuung elektromagnetischer Wellen
Grundlagen der Quantentheorie der Strahlung und Streuung von Photonen
Elektrostatik von Leitern und Isolatoren
Magnetostatik
Die Gleichungen des elektromagnetischen Feldes in Medien
Ausbreitung elektromagnetischer Wellen
Emission schneller Teilchen
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Seitenzahl: 706
Veröffentlichungsjahr: 2025
Ähnliche
Inhaltsverzeichnis
Abdeckung
Inhaltsverzeichnis
Titelblatt
Copyright-Seite
Vorwort zur zweiten deutschen Auflage
Vorwort zur vierten russischen Auflage
1 Mathematische Methoden der Elektrodynamik
1.1 Vektor- und Tensoralgebra
Aufgaben
1.2 Vektoranalysis
Aufgaben
1.3 Spezielle Funktionen der mathematischen Physik
1.3.1 Zylinderfunktionen
Aufgaben
1.3.2 Kugelflächenfunktionen6
Aufgaben
1.3.3 Diracsche Delta-Funktion
Aufgaben
1.3.4 Fouriertransformation
Aufgaben
1.4 Antworten und Lösungen
2 Elektromagnetische Erscheinungen im Vakuum
2.1 Elektrostatik
Aufgaben
2.2 Magnetostatik
Aufgaben
2.3 Die Maxwellschen Gleichungen. Das freie elektromagnetische Feld
Aufgaben
Aufgaben
2.4 Antworten und Lösungen
3 Spezielle Relativitätstheorie
3.1 Relativitätsprinzip und Lorentz-Transformationen
Aufgaben
3.2 Vierervektoren und Vierertensoren
3.2.1 Tensortransformationen
3.2.2 Duale Tensoren
Aufgaben
3.3 Die Gleichungen der Elektrodynamik in vierdimensionaler Form
Aufgaben
3.4 Antworten und Lösungen
4 Relativistische Mechanik
4.1 Kinematik relativistischer Teilchen
Aufgaben
4.2 Bewegung geladener Teilchen in elektromagnetischen Feldern
Aufgaben
4.3 Antworten und Lösungen
5 Emission und Streuung elektromagnetischer Wellen
5.1 Allgemeine Theorie. Strahlung von nichtrelativistischen Systemen
5.1.1 Hertzscher Vektor und Strahlung einer Antenne
Aufgaben
5.2 Strahlung relativistischer Teilchen
5.2.1 Strahlung bei Teilchenstößen
5.2.2 Strahlung bei Zerfällen und Umwandlungen von Teilchen
Aufgaben
5.3 Wechselwirkung geladener Teilchen mit Strahlung
5.3.1 Die Kraft der Strahlungsdämpfung
5.3.2 Streuung elektromagnetischer Wellen durch Teilchen
Aufgaben
5.4 Antworten und Lösungen
6 Grundlagen der Quantentheorie der Emission und Streuung von Photonen
6.1 Quantentheorie des freien elektromagnetischen Feldes
Aufgaben
6.2 Emission und Absorption des Lichts durch Atome
Aufgaben
6.3 Antworten und Lösungen
7 Elektrostatik der Leiter und Dielektrika
7.1 Polarisation der Materie im elektrischen Gleichfeld
Aufgaben
7.2 Grundbegriffe und Methoden der Elektrostatik
Aufgaben
7.3 Energie und Kräfte im elektrostatischen Feld
7.3.1 Energie und thermodynamische Potentiale
7.3.2 Kräfte
7.3.3 Der Spannungstensor
Aufgaben
7.4 Antworten und Lösungen
8 Stationärer Strom und magnetisches Feld in Materie
8.1 Elektrische Leitfähigkeit und stationärer Strom
Aufgaben
8.2 Magnetfeld in Materie
8.2.1 Gleichungen und Grenzbedingungen
8.2.2 Ferromagnetika und spontane Magnetisierung. Skalarpotential
Aufgaben
8.3 Energie und Kräfte in der Magnetostatik
8.3.1 Thermodynamische Potentiale
8.3.2 Kräfte im Magnetfeld
Aufgaben
8.4 Magnetische Eigenschaften von Supraleitern
8.4.1 Grundlegende experimentelle Befunde
8.4.2 Thermodynamik der Supraleiter
Aufgaben
8.4.3 Phänomenologische Magnetostatik der Supraleiter
Aufgaben
8.5 Antworten und Lösungen
9 Elektromagnetische Feldgleichungen in Materie
9.1 Maxwellsche Gleichungen und Materialgleichungen. Kausalitätsprinzip und Dispersionsrelationen
9.1.1 Maxwellsche Gleichungen
9.1.2 Kausalitätsprinzip
Aufgaben
9.2 Energetische Beziehungen für elektromagnetische Wechselfelder
9.2.1 Dissipation der elektromagnetischen Energie
9.2.2 Feldenergie im transparenten dispersiven Medium
Aufgaben
9.3 Magnetische Oszillationen und magnetische Resonanz
9.3.1 Paramagnetika
9.3.2 Ferromagnetika
Aufgaben
9.4 Antworten und Lösungen
10 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen
10.1 Wellen in isotropen Medien. Reflexion und Brechung von Wellen
10.1.1 Eigenschwingungen in einem isotropen Medium
10.1.2 Gruppengeschwindigkeit
10.1.3 Reflexion und Brechung von Wellen an der Grenze zweier Medien
10.1.4 Die Grenzbedingung von Leontowitsch2
Aufgaben
10.2 Ebene Wellen in anisotropen und gyrotropen Medien
10.2.1 Anisotrope Medien
10.2.2 Gyrotrope Medien
Aufgaben
10.3 Streuung elektromagnetischer Wellen an makroskopischen Körpern. Beugung
Aufgaben
10.4 Kohärenz und Interferenz
10.4.1 Korrelationstensor des Feldes. Kohärenzzeit und Kohärenzlänge
10.4.2 Einfluss der zeitlichen und räumlichen Kohärenz auf die Interferenz von Wellen
10.4.3 Gegenseitige Kohärenzfunktion und Interferenzkontrast
10.4.4 Das Konzept der Holographie
Aufgaben
10.5 Antworten und Lösungen
11 Strahlung schneller Teilchen in Materie
11.1 Erzeugung von Eigenschwingungen durch einen gegebenen Strom in homogenen Medien
11.1.1 Einführung
11.1.2 Berechnung der von einem gegebenen Strom erzeugten Feldenergie
11.1.3 Dispersionsrelationen für Eigenmoden
11.1.4 Spektrale Strahlungsdichte
Aufgaben
11.2 Strahlung in inhomogenen Medien
11.2.1 Übergangsstrahlung
11.2.2 Übergangsstrahlung von Oberflächenwellen
11.2.3 Polarisationsbremsstrahlung
Aufgaben
11.3 Antworten und Lösungen
Literaturnachweis
Stichwortverzeichnis
End User License Agreement
Aufgabensammlung Elektrodynamik
Abdeckung
Titlebatt
1 Mathematische Methoden der Elektrodynamik
Illustrationsverzeichnis
1 Kapitel
Abb 1.1 Drehung des Koordinatensystems
Abb 1.2 Beschreibung der Drehung eines kartesischen Koordinatensystems durch Eul...
Abb 1.3 Visualisierung der Delta-Funktion und ihrer ersten Ableitung
Abb 1.4 Umgehung eines singulären Punktes auf der reellen Achse in der ko...
Abb 1.5 Übergang von kartesischen zu Kugelkoordinaten (a) und zu Zylinder...
2 Kapitel
Abb 2.1 Geladene Fläche mit der Flächenladungsdichte σ
Abb 2.2 Bestimmung der Wechselwirkungsenergie eines Systems von Ladungen mit ein...
Abb 2.3 (a) Linearer Oktupol, (b) Räumlicher Oktupol
Abb 2.4 Zur magnetischen Potentialfunktion
Abb 2.5 Berechnung des Potentials eines gleichmäßig geladenen Ring...
Abb 2.6 Zylindrische Äquipotentialfläche für zwei par...
Abb 2.7 Kugelförmige Äquipotentialfläche zweier Punkt...
Abb 2.8 Berechnung des Magnetfeldes eines Solenoids
Abb 2.9 Berechnung der Induktivität einer zweiadrigen Leitung
Abb 2.10 (a) Rechtshändige Zirkularpolarisation, (b) Linkshändige ...
Abb 2.11 Lineare Polarisation
3 Kapitel
Abb 3.1 Zwei Inertialsysteme
Abb 3.2 Beziehung zwischen den Achsen zweier Inertialsysteme bei der Lorentz-Tra...
Abb 3.3 Beziehung zwischen den Achsen für die inverse Lorentz-Transformat...
Abb 3.4 Fotografie eines Würfels unter rechtem Winkel
Abb 3.5 Fotografie eines schrägen, dünnen Stabes
Abb 3.6 Fotografie eines schrägen Würfels
Abb 3.7 Berechnung der ,,scheinbaren“ Geschwindigkeit eines Raumschi...
Abb 3.8 (a) Situation für einen Beobachter auf dem ,,Bahnsteig, (b) Situat...
Abb 3.9 Bewegte Maßstäbe (a) für einen mit Maßstab 1...
Abb 3.10 Diagramm zur Berechnung des Abberationswinkels
Abb 3.11 Kontraktion der Winkelverteilung mit steigendem relativistischem Faktor
Abb 3.12 Lichtreflexion vom bewegten Spiegel
Abb 3.13 Rechtwinklig fotografierter Würfel (a) gemäß...
Abb 3.14 Fotografie einer bewegten Kugel
Abb 3.15 Fotografierter Würfel
Abb 3.16 Positionen des Raumschiffs bei Reflexion der Signale
Abb 3.17 Zum Stokesschen Theorem
Abb 3.18 Zur Berechnung des Feldes einer bewegten Ladung
Abb 3.19 Bewegte Schleife mit elektrischem Strom
Abb 3.20 Konventionelle Abbildung einer dreidimensionalen Hyperfläc...
Abb 3.21 Konventionelle Abbildung einer dreidimensionalen zylindrischen Hyper...
4 Kapitel
Abb 4.1 Wechselwirkung eines ruhenden Teilchens mit einem stationären Flu...
Abb 4.2 Dalitz-Diagramm für den Zerfall eines ruhenden Teilchens: (a) f...
Abb 4.3 Dalitz-Diagramm für den Zerfall eines Kaons in drei Pionen
Abb 4.4 Dalitz-Diagramm für den Zerfall eines ω-Mesons in drei P...
Abb 4.5. Photoerzeugung eines Pions an einem Proton
Abb 4.6. Elektron-Positron-Paarerzeugung aus zwei γ-Quanten
Abb 4.7. Elastische Streuung eines Pions durch ein Proton (a) und elastische Str...
Abb 4.8. Konstruktion eines allgemeinen Diagramms für einen Prozess mit v...
Abb 4.9. Physikalisch mögliche Gebiete für Prozesse mit vier Teilc...
Abb 4.10. Koordinaten eines Teilchens im elektrischen Feld als Funktion der Zeit
Abb 4.11. Mögliche Trajektorien eines geladenen Teilchens in gekreuzten e...
Abb 4.12. Trajektorie eines geladenen Teilchens in parallelen elektrischen und m...
Abb 4.13. Die Trajektorien der ungebundenen hyperbolischen Bewegung in einem Cou...
Abb 4.14. Abhängigkeit der Coulomb-Reibung von der Geschwindigkeit eines ...
Abb 4.15. Trajektorie eines relativistischen Teilchens bei gebundener Bewegung i...
Abb 4.16. Deformierte hyperbolische Trajektorie eines relativistischen Teilchens...
Abb 4.17. Auftreffen eines relativistischen Teilchens auf das Zentrum (zwe...
Abb 4.18. Auftreffen eines relativistischen Teilchens auf das Zentrum (ein...
Abb 4.19. Hyperbelartige Trajektorie eines Teilchens im abstoßenden Coulo...
5 Kapitel
Abb 5.1 Winkelverteilung der Emission von zwei benachbarten Oszillatoren: (a) ...
Abb 5.2 Winkelverteilung der Emission von zwei Dipoloszillatoren für eine...
Abb 5.3 Diagramm für die Berechnung der Emission einer linearen Antenne
Abb 5.4 Stromverteilung und Winkelverteilung der Strahlung über der Anten...
Abb 5.5 Diagramm zur Berechnung der Emission einer runden, stromdurchfloss...
Abb 5.6 Diagramm zur Berechnung der Energieverlustrate des geladenen Teilchens
Abb 5.7 Winkeldiagramme der Emission der Teilchen, wenn die Beschleunigung antip...
Abb 5.8 Teilchenemission in einem homogenen Magnetfeld
Abb 5.9 Winkelverteilung der Emission durch ein Teilchen, dessen Beschleunigung ...
Abb 5.10 Das elektrische Feld bei plötzlicher Änderung des Bewegun...
Abb 5.11 Oszillatorspektrum unter Berücksichtigung der Strahlungskraft
Abb 5.12 Beschleunigung eines Elektrons durch Strahlung von einem heißen ...
6 Kapitel
Abb 6.1 Plancksche Verteilungsfunktion (mittlere Photonenzahl pro Mode)
Abb 6.2 Plancksche Strahlungsfunktion. Frequenzabhängigkeit der spektrale...
Abb 6.3 Plancksche Strahlungsfunktion. Abhängigkeit der Strahlungsdichte ...
7 Kapitel
Abb 7.1. Anordnung der Bildladungen
Abb 7.2 Zur Berechnung der Dichte gebundener Ladungen in einem Dielektrikum
Abb 7.3 Zur Berechnung des elektrischen Feldes einer polarisierten Kugel
Abb 7.4 Die reale Ladung befindet sich zwischen den Ebenen des Fläc...
Abb 7.5 Punktladung in der Nähe einer Metallkugel
Abb 7.6 Eine Punktladung in einem Hohlraum, der mit einem Dielektrikum gef...
Abb 7.7 Eine Punktladung in der Nähe einer halbkugelförmigen Ausbe...
Abb 7.8 Eine Punktladung im Hohlraum, der mit einem Dielektrikum gefüllt ...
Abb 7.9 Einfluss des elektrischen Feldes auf ein Dielektrikum
Abb 7.10 Zur Kraftberechnung auf eine Ladung im Dielektrikum
8 Kapitel
Abb 8.1 Schematische Abhängigkeit der Magnetisierung vom Magnetfeld f...
Abb 8.2 Schematische Abhängigkeit der Magnetisierung vom Magnetfeld f...
Abb 8.3 Endlich langes Solenoid
Abb 8.4 Zur Berechnung der Selbstinduktion einer Doppelleitung
Abb 8.5 Zur Berechnung des Feldes in einem supraleitenden Film
9 Kapitel
Abb 9.1 Schematische Darstellung der Frequenzabhängigkeit des Real- und I...
Abb 9.2 Abhängigkeit der Komponenten des Permeabilitätstensors ein...
Abb 9.3 Real- und Imaginärteil von μ⊥ für ein Ferr...
10 Kapitel
Abb 10.1 (a) Reflexion und Brechung ebener Wellen an der Grenzfl...
Abb 10.2 Inhomogene ebene Welle in einem leitenden Medium
Abb 10.3 Fresnel-Beugung
Abb 10.4 Prinzipieller Aufbau des Michelson-Interferometers
Abb 10.5 Prinzipieller Aufbau des Youngschen Interferometers
Abb 10.6 Zum Intereferenzexperiment von Young
Abb 10.7 Prinzip des Brown-Twiss-Interferometers
Abb 10.8 Zur Berechnung der Phasenverschiebung (a) in einem dünnen Prisma...
Abb 10.9 Fresnelscher Doppelspiegel
Abb 10.10 Prinzip einer holografischen Abbildung
Abb 10.11 Gegenseitige Lage der Vektoren
Abb 10.12 Graphische Methode zur Bestimmung der trigonometrischen Lösunge...
Abb 10.13 Einzige Lösung des hyperbolischen Typs für denselben Wel...
Abb 10.14 Lage der Vektoren einer ebenen Welle in einem anisotropen Medium
Abb 10.15 Dispersionsrelationen in einem Ferritmedium für den Fall der lo...
Abb 10.16 Dispersionsrelationen in einem Ferritmedium für den Fall der tr...
Abb 10.17 Streuung einer ebenen Welle an einer Kugel
Abb 10.18 Wiederherstellung eines Hologramms mit Hilfe der Transmission Tx von...
Abb 10.19 Zur Vergrößerung des Bildes vom Hologramm
11 Kapitel
Abb 11.1 Strahlung beim Durchgang eines schnellen Teilchens durch die Grenz...
Abb 11.2 Zur Entstehung der Tscherenkow-Strahlung
Abb 11.3 Darstellung von Ladung und Strom eines bewegten Teilchens als ein Ensem...
Abb 11.4 Berechnung des Strahlungsfeldes beim Durchqueren der dielektrischen Gre...
Tabellenverzeichnis
Kapitel 1
Tab 4.1 Massen einiger Elementarteilchen
Tab 4.2 Bindungsenergien der Atomkerne
i
ii
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