Elektrodynamik

Dieses Buch umfasst ausgewählten Vorlesungsstoff der Theoretischen Physik: Elektrodynamik für Studierende im Grundstudium. Nach einer Einführung in die Grundbegriffe und die Maxwell’schen Gleichungen folgen Kapitel über Elektrostatik und Magnetostatik. Anschließend wird die spezielle Relativitätstheorie als Konsequenz der Lorentz-invarianten Maxwell-Theorie vorgestellt, so dass im folgenden Kapitel die vierdimensionale Formulierung der Elektrodynamik mit Feldstärketensor, Energie-Impuls-Tensor sowie die Lagrange-Formulierung eingeführt werden kann. Elektromagnetische Wellen werden im Vakuum und in Materie untersucht, sowie Wellenpakete und die Reflexion und Brechung an Grenzflächen studiert. Die Felder bewegter Ladungen, die zugehörigen Liénard-Wiechert Potenziale für bewegte Punktladungen und die Larmor-Formel leiten über zum Hertz’schen Dipol. Die durch den schwingenden Dipol erzeugten Felder folgen hier aus den zeitabhängigen Potenzialen.

Anhand von insgesamt über 40 Testaufgaben mit Lösungen am Ende der Kapitel wird der Leser dazu motiviert, den Stoff selbst beispielhaft nachzurechnen und das Gelernte zu festigen.

Dieses Buch umfasst ausgewählten Vorlesungsstoff der Theoretischen Physik: Elektrodynamik für Studierende im Grundstudium. Nach einer Einführung in die Grundbegriffe und die Maxwell’schen Gleichungen folgen Kapitel über Elektrostatik und Magnetostatik. Anschließend wird die spezielle Relativitätstheorie als Konsequenz der Lorentz-invarianten Maxwell-Theorie vorgestellt, so dass im folgenden Kapitel die vierdimensionale Formulierung der Elektrodynamik mit Feldstärketensor, Energie-Impuls-Tensor sowie die Lagrange-Formulierung eingeführt werden kann. Elektromagnetische Wellen werden im Vakuum und in Materie untersucht, sowie Wellenpakete und die Reflexion und Brechung an Grenzflächen studiert. Die Felder bewegter Ladungen, die zugehörigen Liénard-Wiechert Potenziale für bewegte Punktladungen und die Larmor-Formel leiten über zum Hertz’schen Dipol. Die durch den schwingenden Dipol erzeugten Felder folgen hier aus den zeitabhängigen Potenzialen.

Anhand von insgesamt über 40 Testaufgaben mit Lösungen am Ende der Kapitel wird der Leser dazu motiviert, den Stoff selbst beispielhaft nachzurechnen und das Gelernte zu festigen.