Inhalt
- Kapitel 1: Mathematische Vorbereitungen
- Kapitel 2: Elektrostatik
- Kapitel 3: Magnetostatik
- Kapitel 4: Elektrodynamik
1. Mathematische Vorbereitungen
Wir wollen in diesem Kapitel zunächst die für praktische Anwendungen wichtige Dirac’sche δ-Funktion einführen. Es folgen Betrachtungen über Taylor-Entwicklungen für Felder und über Flächenintegrale. Anschließend setzen wir uns mit der Vektoranalysis auseinander.
2. Elektrostatik
Die Grundgrößen der Klassischen Mechanik, Masse, Länge, Zeit, sind mehr oder weniger direkt über unsere Sinnesorgane und unser angeborenes Zeitgefühl erfahrbar. Wir können sie gewissermaßen ohne experimentelle Hilfsmittel wahrnehmen. In der Elektrodynamik tritt als vierte Grundgröße die Ladung hinzu, deren Beobachtung allerdings spezielle Hilfsmittel erfordert. Es gibt kein Sinnesorgan für eine direkte Wahrnehmung elektrischer Erscheinungen. Das macht sie dem Anfänger unanschaulich und begrifflich schwieriger.
3. Magnetostatik
Elektrostatische Felder entstehen durch ruhende elektrische Ladungen und lassen sich durch Kraftwirkungen auf elektrische Ladungen beobachten.
Magnetostatische Felder entstehen durch stationäre elektrische Ströme, also durch bewegte elektrische Ladungen. Man beobachtet, dass ein im ganzen ungeladener, aber stromdurchflossener Leiter eine Kraft ausübt. Da von einem ungeladenen System kein elektrisches Feld ausgehen kann, ordnet man diese Kraftwirkung einem anderen Feld zu, das man Magnetfeld nennt.
4. Elektrodynamik
Die Kap. 2 und 3 haben gezeigt, dass sich elektrostatische und magnetostatische Probleme völlig unabhängig voneinander behandeln lassen. Gewisse formale Analogien erlauben zwar, weitgehend identische Rechentechniken zur Lösung der Grundaufgaben anzuwenden, führten jedoch nicht zu einer direkten Abhängigkeit. Dies wird nun anders bei der Betrachtung von zeitabhängigen Phänomenen, d. h., die Entkopplung von magnetischen und elektrischen Feldern wird aufgehoben. Man sollte deshalb ab jetzt von elektromagnetischen Feldern reden. Verständlich wird die enge Korrelation zwischen magnetischen und elektrischen Feldern im Rahmen der Relativitätstheorie.