Das Ziel der theoretischen Physik ist die Aufstellung eines einheitlichen Axiomensystems mit dessen Symbolen und Verknüpfungsoperationen alle physikalischen Naturvorgänge mathematisch beschrieben und die zugeordneten Observablen berechnet werden können. Verzichtet man auf eine logisch-erkenntniskritische Analyse dieser Zielsetzung und akzep tiert man sie als pragmatische Arbeitshypothese, so kann man jedenfalls feststellen, daß die theoretische Physik sowohl in der Entwicklung einheitlicher Modelle als auch in ihrer axiomatisch-mathematischen Begründung und Ausarbeitung gegenwärtig große Fortschritte gemacht hat. Ein solcher Fortschritt in Richtung auf eine Vereinheitlichung hat nicht nur eine grundlegende wissenschaftliche, sondern auch eine didaktische Bedeutung. Bei der gegenwärtig außerordentlich großen "Produktion" an theoretischer Physik, bietet er die Möglichkeit zur systematischen Erfassung und Durchdringung des angebotenen Materials. Soll daher bereits im Studium der notwendige Anschluß an die gegenwärtige Forschung und Entwicklung der Physik hergestellt werden, so ist klar, daß sich der erwähnte Fort schritt auch im Kursunterricht niederschlagen und bei der Ausarbeitung dieses Unter richts diesem Umstand Rechnung getragen werden muß. Das vorliegende Buch soll als ein Beitrag in dieser Richtung verstanden und bezüglich seiner Publikation motiviert werden.
I. Vakuumelektrodynamik und Elektronentheorie.- 1. Statisches Punktladungsmodell.- 1.1. Coulombgesetz.- 1.2. Superposition.- 1.3. Differential- und Integraldarstellung (Gauß-Gesetz).- 1.4. Skalares Potential.- 1.5. Elektrostatische Energie.- 1.6. Elektrische Multipole.- 2. Stationäres Stromkreismodell.- 2.1. Ladungserhaltung.- 2.2. Ampère-Gesetz.- 2.3. Differential- und Integraldarstellung.- 2.4. Vektorpotential.- 2.5. Magnetische Multipole.- 2.6. Multipolentwicklung der Feldkraft.- 2.7. Magnetostatische Feldenergie.- 3. Maxwellgleichungen.- 3.1. Induktionsgesetz.- 3.2. Verschiebungsströme.- 3.3. Skalar- und Vektorpotentiale.- 3.4. Eichungen.- 3.5. Leistungsbilanz (Poynting-Theorem).- 3.6. Impuls- und Drehimpulserhaltung.- 4. Wellenausbreitung und -erzeugung.- 4.1. Wellengleichungen.- 4.2. Aperiodische ebene Wellen.- 4.3. Periodische Wellen.- 4.4. Wellenpakete.- 4.5. Green-Funktionen.- 4.6. Multipolstrahlung.- 4.7. Liénard-Wiechert-Potentiale.- 5. Maxwell-Lorentz-Theorie.- 5.1. Modellvorstellung.- 5.2. Gekoppelte Materie-Feld-Gleichungen.- 5.3. Erhaltungssätze.- 5.4. Einteilchenproblem (Abraham-Lorentz).- 5.5. Integrodifferentialgleichung der Bewegung.- 5.6. Strahlungsgedämpfter Oszillator.- 5.7. Feldmassenhypothese.- II. Relativistische Feldtheorien.- 6. Transformationen und Invarianten.- 6.1. Physikalische Grundlagen.- 6.2. Geometrische Grundlagen.- 6.3. Invarianten linearer Räume.- 6.4. Forminvarianz.- 6.5. Lorentztransformationen.- 6.6. Infinitesimale Transformationen.- 7. Klassische Felder.- 7.1. Variationsprinzip.- 7.2. Forminvariante Maxwell-Gleichungen.- 7.3. Relativistische Einteilchenmechanik.- 7.4. Klassische Feldtypen.- 7.5. Einheitliche Feldtheorie.- 8. Erhaltungssätze.- 8.1. Noetherscher Satz.- 8.2. Energie-Impuls-Erhaltung.- 8.3. Drehimpuls-Erhaltung.- 8.4. Eichinvarianz.- III. Phänomenologisches Leiterinodell.- 9. Statisches Leitermodell.- 9.1. Modellvorstellung.- 9.2. Potentialtheorie.- 9.3. Bildladungsmethode.- 9.4. Reihenentwicklungsmethode.- 9.5. Kapazitätskoeffizienten.- 9.6. Anwendungsbeispiele.- 9.7. Raumladungsfreie Probleme.- 9.8. Konforme Abbildung.- 9.9. Feldenergie.- 10. Stationäres Leitermodell.- 10.1. Modellvorstellung.- 10.2. Ohmsches Gesetz.- 10.3. Eingeprägte Felder.- 10.4. Differentialgesetze.- 10.5. Energiebilanz.- 11. Quasistationäres Leitermodell.- 11.1. Induktionskoeffizienten.- 11.2. Induktiv gekoppelte Stromkreise.- 11.3. Stromkreise mit Kapazitäten.- 11.4. Superposition.- 11.5. Eigenschwingungen und Resonanzen.- 11.6. Wechselstromwiderstand.- 11.7. Vierpole und Netzwerke.- 11.8. Einfachste Vierpole.- 11.9. Telegraphengleichung.- 10.10. Netzwerktheorie.- 11.11. Energie- und Leistungsbilanz.- 11.12. Magnetisches Paradoxon.- 11.13. Quasistationäre elektromagnetische Maschinen.- 12. Wellenausbreitung und Beugung.- 12.1. Wellengleichungen für leitende Medien.- 12.2. Ebene Wellen im homogenen Leiter.- 12.3. Grenzbedingungen.- 12.4. Wellenleiter.- 12.5. Hohlraumresonatoren.- 12.6. Greenfunktionen der Beugungstheorie.- 12.7. Skalare Kirchhoff-Identitäten.- 12.8. Kirchhoff-Verfahren.- 12.9. Beugungseffekte.- 12.10. Babinetsches Prinzip.- 12.11. Röntgenbeugung (-interferenz).- IV. Phänomenologisches Isolatormodell.- 13. Statisches Isolatormodell.- 13.1. Modellvorstellung.- 13.2. Makroskopische Feldgrößen.- 13.3. Klassisch-atomistische Polarisationstheorie.- 13.4. Lineare Isolatoren endlicher Ausdehnung.- 13.5. Energiebilanz.- 13.6. Kräfte auf Isolatoren.- 14. Magnetische Materialien.- 14.1. Modellvorstellung.- 14.2. Makroskopische Feldgrößen.- 14.3. Paramagnetika.- 14.4. Diamagnetika.- 14.5. Magnetika endlicher Ausdehnung.- 14.6. Ferromagnetika.- 14.7. Einfaches ferromagnetisches Modell (P. Weiß).- 14.8. Permanente Magnetisierung.- 15. Dispersionstheorie.- 15.1. Makroskopische Feldgrößen und Gleichungen.- 15.2. Elektromagnetisch lineare Medien.- 15.3. Wellenausbreitung in homogenen isotropen linearen Medien.- 15.4. Dispersion.- 15.5. Brechung und Reflexion an ebenen Grenzflächen.- 15.6. Dielektrische Drahtwellen.- 15.7. Geometrische Optik.- 15.8. Interferenz.- I. Vektor- und Tensoroperationen.- II. Distributionen.- III. Lineare partielle Differentialgleichungen 2. Ordnung.- IV. Green-Funktionen.- V. Vektorfelder.- VI. Spezielle Funktionen-Systeme.- VII. Variationsrechnung.- VIII. Vektorielle Kirchhoff-Methode.- IX. Umrechnungen.- X. Maßeinheiten.- XI. Tabellen und Konstanten.- Sachwortverzeichnis.
Das Ziel der theoretischen Physik ist die Aufstellung eines einheitlichen Axiomensystems mit dessen Symbolen und Verknüpfungsoperationen alle physikalischen Naturvorgänge mathematisch beschrieben und die zugeordneten Observablen berechnet werden können. Verzichtet man auf eine logisch-erkenntniskritische Analyse dieser Zielsetzung und akzep tiert man sie als pragmatische Arbeitshypothese, so kann man jedenfalls feststellen, daß die theoretische Physik sowohl in der Entwicklung einheitlicher Modelle als auch in ihrer axiomatisch-mathematischen Begründung und Ausarbeitung gegenwärtig große Fortschritte gemacht hat. Ein solcher Fortschritt in Richtung auf eine Vereinheitlichung hat nicht nur eine grundlegende wissenschaftliche, sondern auch eine didaktische Bedeutung. Bei der gegenwärtig außerordentlich großen "Produktion" an theoretischer Physik, bietet er die Möglichkeit zur systematischen Erfassung und Durchdringung des angebotenen Materials. Soll daher bereits im Studium der notwendige Anschluß an die gegenwärtige Forschung und Entwicklung der Physik hergestellt werden, so ist klar, daß sich der erwähnte Fort schritt auch im Kursunterricht niederschlagen und bei der Ausarbeitung dieses Unter richts diesem Umstand Rechnung getragen werden muß. Das vorliegende Buch soll als ein Beitrag in dieser Richtung verstanden und bezüglich seiner Publikation motiviert werden.
I. Vakuumelektrodynamik und Elektronentheorie.- 1. Statisches Punktladungsmodell.- 2. Stationäres Stromkreismodell.- 3. Maxwellgleichungen.- 4. Wellenausbreitung und -erzeugung.- 5. Maxwell-Lorentz-Theorie.- II. Relativistische Feldtheorien.- 6. Transformationen und Invarianten.- 7. Klassische Felder.- 8. Erhaltungssätze.- III. Phänomenologisches Leiterinodell.- 9. Statisches Leitermodell.- 10. Stationäres Leitermodell.- 11. Quasistationäres Leitermodell.- 12. Wellenausbreitung und Beugung.- IV. Phänomenologisches Isolatormodell.- 13. Statisches Isolatormodell.- 14. Magnetische Materialien.- 15. Dispersionstheorie.- I. Vektor- und Tensoroperationen.- II. Distributionen.- III. Lineare partielle Differentialgleichungen 2. Ordnung.- IV. Green-Funktionen.- V. Vektorfelder.- VI. Spezielle Funktionen-Systeme.- VII. Variationsrechnung.- VIII. Vektorielle Kirchhoff-Methode.- IX. Umrechnungen.- X. Maßeinheiten.- XI. Tabellen und Konstanten.- Sachwortverzeichnis.
Inhaltsverzeichnis
I. Vakuumelektrodynamik und Elektronentheorie.- 1. Statisches Punktladungsmodell.- 1.1. Coulombgesetz.- 1.2. Superposition.- 1.3. Differential- und Integraldarstellung (Gauß-Gesetz).- 1.4. Skalares Potential.- 1.5. Elektrostatische Energie.- 1.6. Elektrische Multipole.- 2. Stationäres Stromkreismodell.- 2.1. Ladungserhaltung.- 2.2. Ampère-Gesetz.- 2.3. Differential- und Integraldarstellung.- 2.4. Vektorpotential.- 2.5. Magnetische Multipole.- 2.6. Multipolentwicklung der Feldkraft.- 2.7. Magnetostatische Feldenergie.- 3. Maxwellgleichungen.- 3.1. Induktionsgesetz.- 3.2. Verschiebungsströme.- 3.3. Skalar- und Vektorpotentiale.- 3.4. Eichungen.- 3.5. Leistungsbilanz (Poynting-Theorem).- 3.6. Impuls- und Drehimpulserhaltung.- 4. Wellenausbreitung und -erzeugung.- 4.1. Wellengleichungen.- 4.2. Aperiodische ebene Wellen.- 4.3. Periodische Wellen.- 4.4. Wellenpakete.- 4.5. Green-Funktionen.- 4.6. Multipolstrahlung.- 4.7. Liénard-Wiechert-Potentiale.- 5. Maxwell-Lorentz-Theorie.- 5.1. Modellvorstellung.- 5.2. Gekoppelte Materie-Feld-Gleichungen.- 5.3. Erhaltungssätze.- 5.4. Einteilchenproblem (Abraham-Lorentz).- 5.5. Integrodifferentialgleichung der Bewegung.- 5.6. Strahlungsgedämpfter Oszillator.- 5.7. Feldmassenhypothese.- II. Relativistische Feldtheorien.- 6. Transformationen und Invarianten.- 6.1. Physikalische Grundlagen.- 6.2. Geometrische Grundlagen.- 6.3. Invarianten linearer Räume.- 6.4. Forminvarianz.- 6.5. Lorentztransformationen.- 6.6. Infinitesimale Transformationen.- 7. Klassische Felder.- 7.1. Variationsprinzip.- 7.2. Forminvariante Maxwell-Gleichungen.- 7.3. Relativistische Einteilchenmechanik.- 7.4. Klassische Feldtypen.- 7.5. Einheitliche Feldtheorie.- 8. Erhaltungssätze.- 8.1. Noetherscher Satz.- 8.2. Energie-Impuls-Erhaltung.- 8.3. Drehimpuls-Erhaltung.- 8.4. Eichinvarianz.- III. Phänomenologisches Leiterinodell.- 9. Statisches Leitermodell.- 9.1. Modellvorstellung.- 9.2. Potentialtheorie.- 9.3. Bildladungsmethode.- 9.4. Reihenentwicklungsmethode.- 9.5. Kapazitätskoeffizienten.- 9.6. Anwendungsbeispiele.- 9.7. Raumladungsfreie Probleme.- 9.8. Konforme Abbildung.- 9.9. Feldenergie.- 10. Stationäres Leitermodell.- 10.1. Modellvorstellung.- 10.2. Ohmsches Gesetz.- 10.3. Eingeprägte Felder.- 10.4. Differentialgesetze.- 10.5. Energiebilanz.- 11. Quasistationäres Leitermodell.- 11.1. Induktionskoeffizienten.- 11.2. Induktiv gekoppelte Stromkreise.- 11.3. Stromkreise mit Kapazitäten.- 11.4. Superposition.- 11.5. Eigenschwingungen und Resonanzen.- 11.6. Wechselstromwiderstand.- 11.7. Vierpole und Netzwerke.- 11.8. Einfachste Vierpole.- 11.9. Telegraphengleichung.- 10.10. Netzwerktheorie.- 11.11. Energie- und Leistungsbilanz.- 11.12. Magnetisches Paradoxon.- 11.13. Quasistationäre elektromagnetische Maschinen.- 12. Wellenausbreitung und Beugung.- 12.1. Wellengleichungen für leitende Medien.- 12.2. Ebene Wellen im homogenen Leiter.- 12.3. Grenzbedingungen.- 12.4. Wellenleiter.- 12.5. Hohlraumresonatoren.- 12.6. Greenfunktionen der Beugungstheorie.- 12.7. Skalare Kirchhoff-Identitäten.- 12.8. Kirchhoff-Verfahren.- 12.9. Beugungseffekte.- 12.10. Babinetsches Prinzip.- 12.11. Röntgenbeugung (-interferenz).- IV. Phänomenologisches Isolatormodell.- 13. Statisches Isolatormodell.- 13.1. Modellvorstellung.- 13.2. Makroskopische Feldgrößen.- 13.3. Klassisch-atomistische Polarisationstheorie.- 13.4. Lineare Isolatoren endlicher Ausdehnung.- 13.5. Energiebilanz.- 13.6. Kräfte auf Isolatoren.- 14. Magnetische Materialien.- 14.1. Modellvorstellung.- 14.2. Makroskopische Feldgrößen.- 14.3. Paramagnetika.- 14.4. Diamagnetika.- 14.5. Magnetika endlicher Ausdehnung.- 14.6. Ferromagnetika.- 14.7. Einfaches ferromagnetisches Modell (P. Weiß).- 14.8. Permanente Magnetisierung.- 15. Dispersionstheorie.- 15.1. Makroskopische Feldgrößen und Gleichungen.- 15.2. Elektromagnetisch lineare Medien.- 15.3. Wellenausbreitung in homogenen isotropen linearen Medien.- 15.4. Dispersion.- 15.5. Brechung und Reflexion an ebenen Grenzflächen.- 15.6. Dielektrische Drahtwellen.- 15.7. Geometrische Optik.- 15.8. Interferenz.- I. Vektor- und Tensoroperationen.- II. Distributionen.- III. Lineare partielle Differentialgleichungen 2. Ordnung.- IV. Green-Funktionen.- V. Vektorfelder.- VI. Spezielle Funktionen-Systeme.- VII. Variationsrechnung.- VIII. Vektorielle Kirchhoff-Methode.- IX. Umrechnungen.- X. Maßeinheiten.- XI. Tabellen und Konstanten.- Sachwortverzeichnis.
Klappentext
Das Ziel der theoretischen Physik ist die Aufstellung eines einheitlichen Axiomensystems mit dessen Symbolen und Verknüpfungsoperationen alle physikalischen Naturvorgänge mathematisch beschrieben und die zugeordneten Observablen berechnet werden können. Verzichtet man auf eine logisch-erkenntniskritische Analyse dieser Zielsetzung und akzep tiert man sie als pragmatische Arbeitshypothese, so kann man jedenfalls feststellen, daß die theoretische Physik sowohl in der Entwicklung einheitlicher Modelle als auch in ihrer axiomatisch-mathematischen Begründung und Ausarbeitung gegenwärtig große Fortschritte gemacht hat. Ein solcher Fortschritt in Richtung auf eine Vereinheitlichung hat nicht nur eine grundlegende wissenschaftliche, sondern auch eine didaktische Bedeutung. Bei der gegenwärtig außerordentlich großen "Produktion" an theoretischer Physik, bietet er die Möglichkeit zur systematischen Erfassung und Durchdringung des angebotenen Materials. Soll daher bereits im Studium der notwendige Anschluß an die gegenwärtige Forschung und Entwicklung der Physik hergestellt werden, so ist klar, daß sich der erwähnte Fort schritt auch im Kursunterricht niederschlagen und bei der Ausarbeitung dieses Unter richts diesem Umstand Rechnung getragen werden muß. Das vorliegende Buch soll als ein Beitrag in dieser Richtung verstanden und bezüglich seiner Publikation motiviert werden.
