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Lehrbuch der Theoretischen Physik: Band III · Klassische Physik II Das Maxwellsche Feld

Autor Siegfried Flügge
de Limba Germană Paperback – 11 feb 2012
Mit dem vorliegenden zweiten Band des Gesamtwerks schließe ich die noch bestehende Lücke in der Darstellung der klassischen Physik. Es bleibt nunmehr nur der fünfte Band, der die Quantentheorie der Felder zum Gegenstand haben soll. Die Prinzipien, auf denen das Gesamtwerk aufgebaut ist, habe ich in den Vorworten der früher erschienenen Bände eingehend dargelegt, so daß es ihrer Wiederholung hier nicht mehr bedarf. Auch im vorliegen­ den Band ist manches Altgewohnte weggelassen und manches andere, das im normalen Lehrbuchstoff nicht oder nur am Rande auftritt, hinzugefügt worden. Die Vorbereitung der Atomphysik ist in der etwas breiteren Ausführung der linearen Kette als Anwendungsbeispiel für die Konstruktion von Normalkoordinaten, in der Darstellung der Poisson­ Klammern, in der Behandlung des schwingenden Tropfens, besonders aber in den Ausführungen des statistischen Kapitels stark in den Vorder­ grund gerückt. Die mathematische Ähnlichkeit von Problemen der Kontinuumsmechanik zu solchen der im dritten Band behandelten elektromagnetischen Erscheinungen ist durch eine große Zahl von Hin­ weisen betont. Sie mag auch den kleinen Abschnitt über Erdbeben­ wellen rechtfertigen. Die klassische Thermodynamik ist hinter die Statistik gesetzt, weil dies ein besseres physikalisches Verständnis und eine Eingliederung in die Gesamtphysik erlaubt, in der die Thermo­ dynamik sonst leicht als Fremdkörper verbleibt, den man im Unterricht nur zu gern dem Physikochemiker überläßt. Die für die Kreisprozesse eingeführten Blockdiagramme scheinen mir das Verständnis zu erleich­ tern - jedenfalls habe ich mir selbst vor Jahrzehnten die Vorgänge auf diesem Wege klar gemacht.
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Specificații

ISBN-13: 9783642928062
ISBN-10: 3642928064
Pagini: 344
Ilustrații: VIII, 336 S.
Dimensiuni: 155 x 235 x 18 mm
Greutate: 0.48 kg
Ediția:Softcover reprint of the original 1st ed. 1961
Editura: Springer Berlin, Heidelberg
Colecția Springer
Locul publicării:Berlin, Heidelberg, Germany

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Lower undergraduate

Cuprins

I. Elektrostatik.- § 1. Grundlagen der Elektrostatik im Vakuum.- § 2. Einführung von Leitern in das elektrostatische Feld.- § 3. Beispiele für das elektrische Feld geladener Leiter.- a) Der Kreisring.- b) Zylindersymmetrisches Problem.- c) Ellipsoid und Kreisscheibe.- d) Kapazität eines Zählrohrs.- e) Ebenes Problem, Streuung am Kondensatorrand.- f) Polarisierung einer Ladung durch Influenz.- g) Methode der elektrischen Bilder.- § 4. Raumladungswolken.- § 5. Dielectrica.- a) Atompolarisation.- b) Orientierungspolarisation.- c) Zusammenwirken beider Effekte, Größenordnungen.- d) Makroskopische Folgen der Polarisierbarkeit.- e) Beispiel: dielektrische Kugel in Dielectricum.- f) Die Clausius-Mossottische Formel.- § 6. Energieprobleme.- a) Feldenergie im Dielectricum.- b) Ein Beispiel aus der Kernphysik.- c) Die Selbstenergie des Elektrons.- II. Magnetostatik.- § 7. Grundbegriffe.- § 8. Spezielle Magnetfelder.- a) Gleichförmig magnetisierter Stab.- b) Ringmagnet.- § 9. Magnetische Eigenschaften der Materie.- a) Der Paramagnetismus.- b) Der Diamagnetismus.- c) Der Paramagnetismus der Leitungselektronen.- d) Ferromagnetismus.- III. Der elektrische Strom.- § 10. Grunderfahrungen und Einheiten.- § 11. Zur Elektronentheorie der Metalle.- § 12. Das Magnetfeld des Stromes.- a) Allgemeine Theorie.- b) Gerader Leiter.- c) Solenoid.- d) Kreisstrom.- § 13. Vektorpotential. Biot-Savartsches Gesetz.- a) Allgemeine Theorie.- b) Beispiele.- c) Gegenseitige Induktion und Selbstinduktion.- d) Kräfte zwischen stromdurchflossenen Leitern.- IV. Vollständige Theorie des Maxwellschen Feldes.- § 14. Das Induktionsgesetz.- a) Empirische Grundlegung.- b) Invariantentheoretische Grundlegung.- c) Anwendungen.- § 15. Energiefragen.- § 16. Die Bewegung geladener Korpuskeln.- a) Allgemeine Theorie.- b) Homogenes Magnetfeld.- c) Zyklotron.- d) Betatron.- e) Magnetfeld der Erde.- § 17. Allgemeine Theorie der Stromkreise.- § 18. Allgemeine Lösungstheorie der Maxwellschen Gleichungen. Hertzscher Dipol und Multipolstrahlung.- a) Die Potentiale.- b) Der Hertzsche Vektor.- c) Der Hertzsche Dipol.- d) Debyesche Potentiale. Multipollösungen.- e) Viererpotential.- f) Vierdimensionale Potentialtheorie.- g) Liénard-Wiechert-Potentiale. Strahlendes Elektron.- § 19. Wellenleiter.- §20. Drahtwellen.- § 21. Supraleitung.- V. Klassische Optik.- § 22. Das Licht als elektromagnetische Erscheinung.- § 23. Spezialisierung der Maxwellschen Gleichungen für die Optik.- a) Grundgleichungen und Grenzbedingungen.- b) Die Wellengleichungen.- c) Einführung des Vektorpotentials.- d) Intensität des Lichtes.- § 24. Die ebene Welle als Lösung der Maxwell-Gleichungen.- § 25. Ebene Grenzfläche zwischen zwei Isolatoren.- a) Reflexions- und Brechungsgesetz.- b) Die Fresnelschen Intensitätsformeln.- c) Energiebetrachtungen.- d) Totalreflexion.- § 26. Die skalare Wellentheorie (Interferenz und Beugung).- a) Das Kirchhoffsche Randwertproblem.- b) Das Huygenssche Prinzip.- c) Beugungserscheinungen in Kirchhoffscher Näherung.- d) Fraunhofersche Beugung.- e) Fresnelsche Beugung.- f) Babinetsches Prinzip. Lichtstreuung.- § 27. Geometrische Optik.- a) Die Eikonalgleichung.- b) Aufbau der geometrischen Optik. Fermatsches Prinzip.- c) Die Isomorphie von geometrischer Optik und klassischer Mechanik.- § 28. Theorie der Dispersion.- a) Grundlagen der Theorie.- b) Vergleich mit der experimentellen Erfahrung.- c) Anomale Dispersion und Absorption.- d) Der Faraday-Effekt.- e) Metalloptik.- f) Anwendung auf die Ionosphäre.- § 29. Lichtemission.- a) Lichtemission eines Atomdipols. Strahlungsdämpfung.- b) Natürliche Linienbreite und Linienform.- c) Linienverbreiterung.- VI. Relativitätstheorie.- § 30. Die Lichtgeschwindigkeit in bewegten Körpern.- a) Der Mitführungskoeffizient.- b) Der Versuch von Hoek.- c) Der Michelson-Versuch.- § 31. Die Lorentz-Transformation als optische Erfahrung.- a) Ableitung aus der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.- b) Das Raum-Zeit-Kontinuum.- c) Additionstheorem der Geschwindigkeiten. Erklärung des Mitführungskoeffizienten.- d) Der Doppler-Effekt.- e) Die Aberration.- § 32. Die Lorentz-Transformation als allgemeines Prinzip der Physik.- a) Einsteins Herleitung der Lorentz-Transformation.- b) Die grundlegende Bedeutung der Lorentz-Transformation.- c) Die wichtigsten Eigenschaften der Lorentz-Transformation.- § 33. Der Aufbau der relativistischen Physik.- a) Elektrodynamik.- b) Mechanik.

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Mit dem vorliegenden zweiten Band des Gesamtwerks schließe ich die noch bestehende Lücke in der Darstellung der klassischen Physik. Es bleibt nunmehr nur der fünfte Band, der die Quantentheorie der Felder zum Gegenstand haben soll. Die Prinzipien, auf denen das Gesamtwerk aufgebaut ist, habe ich in den Vorworten der früher erschienenen Bände eingehend dargelegt, so daß es ihrer Wiederholung hier nicht mehr bedarf. Auch im vorliegen­ den Band ist manches Altgewohnte weggelassen und manches andere, das im normalen Lehrbuchstoff nicht oder nur am Rande auftritt, hinzugefügt worden. Die Vorbereitung der Atomphysik ist in der etwas breiteren Ausführung der linearen Kette als Anwendungsbeispiel für die Konstruktion von Normalkoordinaten, in der Darstellung der Poisson­ Klammern, in der Behandlung des schwingenden Tropfens, besonders aber in den Ausführungen des statistischen Kapitels stark in den Vorder­ grund gerückt. Die mathematische Ähnlichkeit von Problemen der Kontinuumsmechanik zu solchen der im dritten Band behandelten elektromagnetischen Erscheinungen ist durch eine große Zahl von Hin­ weisen betont. Sie mag auch den kleinen Abschnitt über Erdbeben­ wellen rechtfertigen. Die klassische Thermodynamik ist hinter die Statistik gesetzt, weil dies ein besseres physikalisches Verständnis und eine Eingliederung in die Gesamtphysik erlaubt, in der die Thermo­ dynamik sonst leicht als Fremdkörper verbleibt, den man im Unterricht nur zu gern dem Physikochemiker überläßt. Die für die Kreisprozesse eingeführten Blockdiagramme scheinen mir das Verständnis zu erleich­ tern - jedenfalls habe ich mir selbst vor Jahrzehnten die Vorgänge auf diesem Wege klar gemacht.