Inhalte Physik II - Elektrodynamik (4 st.)

1. Kräfte zwischen ruhenden Ladungen: Elektrostatik
2. Kräfte zwischen bewegten Ladungen: Magnetostatik
3. Das elektromagnetische Feld

1. Das Coulomb'sche Gesetz
2. Das elektrische Feld
3. Arbeit und potenzielle Energie
4. Das elektrostatische Potenzial
5. Das Gauss'sche Gesetz der Elektrostatik

1. Kräftegleichgewicht im elektrostatischen Feld
2. Elektrisches Feld einer geladenen Platte
3. Elektrisches Feld zwischen parallelen Platten
4. Der lange Draht und das Koaxialkabel
5. Elektrisches Feld einer homogen geladenen Kugel
6. Leiter im elektrischen Feld
7. Der Faradaykäfig
8. Die Energiedichte im elektrischen Feld

1. Induziertes und permanentes Dipolmoment
2. Induzierte Polarisation und elektrische Felder im Dielektrikum
3. Feldenergie im Dielektikum
4. Piezo- und Ferroelektrizität

1. Die Stromdichte und die Ladungserhaltung
2. Elektrische Leitfähigkeit und das Ohm'sche Gesetz
3. Mikroskopisches Modell der Leitfähigkeit
4. Elektronenleitung in Metallen und Halbleitern
5. Ionenleitung in Flüssigkeiten - Elektrolyse
6. Dissipation von elektrischer Leistung durch Widerstände
7. Kirchhoff'sche Gesetze

1. Das Ampere'sche Gesetz
2. Das Magnetfeld konstanter Ströme (mit verschiedenen Beispielen)
3. Die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Draht (Elektromotor)
4. Bewegte Ladungen in einem magnetischen Feld
5. Der Hall-Effekt

1. Das Faraday'sche Gesetz
2. Beispiele für Induktionsphänomene
3. Gegenseitige- und Selbstinduktion
4. Die Energiedichte im Magnetfeld
5. Der Transformator

1. Komplexe Widerstände
2. Hoch- und Tiefpässe
3. Der elektrische Schwingkreis
4. Erzwungene Schwingungen
5. Selbsterregte Schwingungen

1. Magnetische Dipole und Magnetisierung
2. Atomare magnetische Dipole (klassisch)
3. Para- und Diamagnetismus
4. Ferromagnetismus und magnetische Hysterese

1. Die Erweiterung des Ampere'schen Gesetzes: Verschiebungsströme
2. Die Maxwellgleichungen
3. Wellenausbreitung im Vakuum
4. Geführte elektromagnetische Wellen
5. Wellenwiderstand
6. Energietransport durch elektromagnetische Wellen: Der Poyntingvektor
7. Abstrahlung elektromagnetischer Wellen

XI) Spezielle Relativitätstheorie

Bei dieser Vorlesung ist es schwer, optionale Teile anzugeben, da das meiste unverzichtbar erscheint.

Voraussetzungen:
Komplexe Zahlen (Exponentialfunktion!); Differenzieren und Integrieren in einer Dimension

In der Vorlesung eingeführte mathematische Hilfsmittel:
Partielle Ableitungen, Gradient und Potenzial, Linien-, Flächen und Volumenintegrale, Divergenz und Rotation, Sätze von Gauss und Stokes

Literatur:

E.M. Purcell: Electricity and Magnetism (Berkeley Physics Course II)
R.P. Feynman: The Feynman lectures on Physics II
W. Demtröder: Experimentalphysik II