Verfügbarkeit: Einführung in die elektromagnetische Feldtheorie

Einführung in die elektromagnetische Feldtheorie:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Leuchtmann, Pascal (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München [u.a.] Pearson Studium 2005
Schriftenreihe:	et Elektrotechnik
Schlagworte:	Elektrodynamik Elektromagnetismus Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	teilw. als Bafög-Ausg. u. 2. aufgeklebte ISBN-Nr. 978-3-8273-7302-1
Beschreibung:	608 S. graph. Darst.
ISBN:	3827371449 9783827373021

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_version_	1804132992464977920
adam_text	INHALTSUEBERSICHT VORWORT 15 KAPITEL 1 ELEKTROSTATIK 19 KAPITEL 2 DAS VERHALTEN DES GLEICHSTROMS 69 KAPITEL 3 MAGNETOSTATIK 89 KAPITEL 4 DIE WIRKUNG ZEITVARIABLER MAGNETFELDER 123 KAPITEL 5 DIE MAXWELL-GLEICHUNGEN 143 KAPITEL 6 MAXWELL-GLEICHUNGEN LOESEN 161 KAPITEL 7 DIE MAXWELL-GLEICHUNGEN IN SPEZIALFAELLEN 217 KAPITEL 8 DIE ENERGIE IM ELEKTROMAGNETISCHEN FELD 253 KAPITEL 9 DIE BERECHNUNG DER ZWEIPOLPARAMETER AUS DEN FELDERN 281 KAPITEL 10 DIE MEHRPOLE UND DIE REZIPROZITAET 311 KAPITEL 11 DIE FUEHRUNG ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 329 KAPITEL 12 ABSTRAHLUNG UND STREUUNG ELEKTROMAGNETISCHER FELDER 345 KAPITEL 13 PRUEFUNGSAUFGABEN 361 ANHANG A ANTWORTEN ZU DEN AUFGABEN 419 ANHANG B KOORDINATENSYSTEME UND VEKTOREN 535 ANHANG C STROM, SPANNUNG, LEISTUNG (STATIONAER UND KOMPLEX) 541 ANHANG D DIE EIGENSCHAFTEN DER ZYLINDERFUNKTIONEN 555 ANHANG E STRAHLUNG EINER BELIEBIG BEWEGTEN PUNKTLADUNG 561 ANHANG F SYMBOLE UND ZEICHEN 575 ANHANG G GRIECHISCHE BUCHSTABEN 585 ANHANG H LITERATURVERZEICHNIS 589 REGISTER 593 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 15 KAPITEL 1 ELEKTROSTATIK 19 1.1 VON DEN ANFAENGEN BIS ZUR THEORIE VON COULOMB ........................................... 21 1.1.1 ELEKTRISIERUNG DURCH REIBUNG ............................................................ 22 1.1.2 ZUR THEORIE DER ERSCHEINUNGEN ........................................................ 22 1.1.3 DIE KRAFT ALS MASS FUER DIE ELEKTRISIERUNG ........................................... 23 1.1.4 ISOLATOREN UND LEITER ........................................................................... 24 1.1.5 DIE VERTEILUNG VON LADUNG AUF MEHRERE LEITER .............................. 25 1.1.6 DIE INFLUENZ AUF LEITERN ..................................................................... 26 1.1.7 POSITIVE UND NEGATIVE LADUNGEN; DIE LADUNGSERHALTUNG ............... 27 1.1.8 KRAFTWIRKUNGEN ZWISCHEN LADUNGEN; DAS GESETZ VON COULOMB ... 27 1.1.9 DIE MASSEINHEIT FUER DIE LADUNG; DAS ELEKTROMETER .......................... 28 1.1.10 AUFGABEN ............................................................................................... 29 1.2 FOLGERUNGEN AUS DEM COULOMB SCHEN GESETZ .................................................. 30 1.2.1 MEHRERE GELADENE KOERPER; DAS SUPERPOSITIONSPRINZIP ................... 30 1.2.2 DAS ELEKTRISCHE FELD ........................................................................... 31 1.2.3 DIE DARSTELLUNG DES FELDES; FELDLINIEN ............................................. 32 1.2.4 DIE MATERIE ALS TRAEGER VON LADUNGEN ............................................... 34 1.2.5 VORLAEUFIGE THESEN ZU MATERIE UND LADUNG .................................... 35 1.2.6 AUFGABEN ............................................................................................... 36 1.3 DIE BEDEUTUNG DES L/R 2 -VERHALTENS ................................................................... 36 1.3.1 DAS CAVENDISH-EXPERIMENT ................................................................ 36 1.3.2 DER SATZ VON GAUSS IN DER ELEKTROSTATIK ............................................. 39 1.3.3 DAS SUBSTITUTIONSPRINZIP (AEQUIVALENZPRINZIP) ................................ 41 1.3.4 AUFGABEN ............................................................................................... 41 1.4 ENERGIE UND POTENTIAL ........................................................................................ 42 1.4.1 DIE MECHANISCHE ARBEIT BEIM AUFBAU EINER LADUNGSVERTEILUNG . . 42 1.4.2 DAS ELEKTROSTATISCHE POTENTIAL ............................................................ 44 1.4.3 DER ZUSAMMENHANG ZWISCHEN FELD UND POTENTIAL .......................... 46 1.4.4 DIE DARSTELLUNG DES POTENTIALS; AEQUIPOTENTIALLINIEN ..................... 47 1.4.5 AUFGABEN ............................................................................................... 49 1.5 DER BEGRIFF DER KAPAZITAET .................................................................................... 50 1.5.1 ELEKTRODENPOTENTIALE UND -LADUNGEN ............................................... 51 1.5.2 DAS ZWEILEITERSYSTEM ......................................................................... 51 1.5.3 DIE SPANNUNG U UND DIE KAPAZITAET C ............................................. 51 1.5.4 DER KONDENSATOR ALS ENERGIESPEICHER ............................................... 53 1.5.5 MEHR ALS ZWEI LEITER: DIE KAPAZITAETSKOEFFIZIENTEN .......................... 53 1.5.6 AUFGABEN ............................................................................................... 57 1.6 DER EINFLUSS DES MATERIALS .................................................................................. 57 1.6.1 DIE POLARISIERUNG DES MATERIALS ........................................................ 57 1.6.2 DAS FELD EINES DIPOLS ......................................................................... 58 1.6.3 DIE DIPOLDICHTE BZW. DIE POLARISATION P ........................................... 59 1.6.4 DIE ELEKTRISCHE SUSZEPTIBILITAET .......................................................... 60 1.6.5 DAS DIELEKTRISCHE VERSCHIEBUNGSFELD D ............................................. 61 1.6.6 HOMOGEN LINEAR ISOTROPES MATERIAL .................................................... 62 1.6.7 AUFGABEN ............................................................................................... 62 1.7 NUMERISCHE METHODEN ...................................................................................... 63 1.7.1 DIE TEILFLAECHENMETHODE ..................................................................... 64 1.7.2 DAS BILDLADUNGSVERFAHREN ................................................................... 65 1.7.3 AUFGABEN ............................................................................................... 65 KAPITEL 2 DAS VERHALTEN DES GLEICHSTROMS 69 2.1 DIE ENTDECKUNG DES GLEICHSTROMS ..................................................................... 71 2.2 DER GALVANISCHE STROM ........................................................................................ 72 2.2.1 DAS FELD DER ELEKTRISCHEN STROMDICHTE .................................... 73 2.2.2 DIE KONSEQUENZEN DER ZEITUNABHAENGIGKEIT ..................................... 74 2.2.3 DER ZUSAMMENHANG ZWISCHEN / UND E: DAS OHM SCHE GESETZ .... 76 2.2.4 / ALS WIRKUNG DES ELEKTRISCHEN FELDES AUF DAS MATERIAL ......... 77 2.2.5 AUFGABEN ...................................................................................... 78 2.3 ENERGIE ALS BINDEGLIED VERSCHIEDENER DISZIPLINEN DER PHYSIK ...................................................................................... 78 2.3.1 DIE WAERMEWIRKUNG DES ELEKTRISCHEN STROMES ................................ 79 2.3.2 DIE ENDGUELTIGE VERBINDUNG ZWISCHEN ELEKTROSTATIK UND GALVANISMUS 79 2.3.3 DAS FELD DER LEISTUNGSDICHTE .................................................... 80 2.4 DER ELEKTRISCHE WIDERSTAND ................................................................................ 82 2.5 DIE KONKRETE PROBLEMSTELLUNG ZUR BERECHNUNG VON / ..................................... 83 2.5.1 DIE WIDERSTANDSNETZWERK-METHODE ZUR BERECHNUNG ELEKTRISCHER FELDER ................................................................................................... 84 2.5.2 AUFGABEN ............................................................................................... 86 KAPITEL 3 MAGNETOSTATIK 89 3.1 DIE KRAEFTE DER MAGNETE ....................................................................................... 91 3.1.1 DIE MAGNETISCHEN PHAENOMENE AUS TECHNISCHER SICHT ...................... 92 3.1.2 DAS COULOMB SCHE GESETZ DER MAGNETIK ........................................... 93 3.1.3 DAS MAGNETISCHE FELD ......................................................................... 94 3.2 DIE MAGNETISCHEN POLE ALS MATERIALEIGENSCHAFT ................................................ 95 3.2.1 DIE MAGNETISCHE INDUKTION B UND DIE MAGNETISIERUNG M ............. 95 3.2.2 DER ZUSAMMENHANG ZWISCHEN H UND M ......................................... 97 3.3 DIE MAGNETISCHE WIRKUNG DES ELEKTRISCHEN STROMES ........................................ 98 3.3.1 DER EINFLUSS DES ELEKTRISCHEN STROMES AUF DIE MAGNETNADEL ......... 98 3.3.2 DAS DURCHFLUTUNGSGESETZ ..................................................................... 102 3.3.3 AUFGABEN ............................................................................................... 105 3.4 DIE AEQUIVALENZ VON MAGNET UND STROM .......................................................... 106 3.4.1 DIE KRAFTWIRKUNGEN ZWISCHEN STROEMEN ........................................... 106 3.4.2 VERGLEICH DER KRAEFTE AUF MAGNETPOLE UND STROEME .......................... 107 3.4.3 DIE FELDER VON KREISSTROM UND MAGNETISCHEM DIPOL ...................... 109 3.5 DER MAGNETISCHE KREIS ........................................................................................ 112 3.5.1 DIE ANALOGIE ZWISCHEN MAGNETFELD UND STROEMUNGSFELD ................. 113 3.5.2 DER MAGNETISCHE WIDERSTAND ............................................................ 114 3.5.3 AUFGABEN ............................................................................................... 116 3.6 DIE MAGNETOSTATIK ALS EIGENSTAENDIGE DISZIPLIN ............................................... 117 3.6.1 DER AUFBAU EINER STROMVERTEILUNG .................................................... 117 KAPITEL 4 DIE WIRKUNG ZEITVARIABLER MAGNETFELDER 123 4.1 DER FELDBEGRIFF VON MICHAEL FARADAY .............................................................. 125 4.2 DIE ELEKTROMAGNETISCHE INDUKTION ..................................................................... 127 4.2.1 DIE ELEKTROMOTORISCHE KRAFT EMK ...................................................... 127 4.2.2 DAS INDUKTIONSGESETZ ......................................................................... 128 4.2.3 DIE URSACHEN DER INDUKTION .............................................................. 130 4.2.4 DIE SELBSTINDUKTION ........................................................................... 132 4.2.5 AUFGABEN ............................................................................................... 132 4.3 DIE INDUKTIVITAET UND DIE MAGNETISCHE ENERGIE ............................................... 132 4.3.1 DIE LEITERSCHLEIFE ALS ZWEIPOL .......................................................... 132 4.3.2 DIE GEGENINDUKTIVITAET ......................................................................... 133 4.3.3 DIE INDUKTIVITAET ALS ENERGIESPEICHER .................................................. 134 4.3.4 DAS FELD ALS ENERGIETRAEGER ................................................................... 136 4.3.5 DIE MECHANISCH-ELEKTRISCHE ENERGIEWANDLUNG ................................ 137 4.3.6 AUFGABEN ............................................................................................... 139 KAPITEL 5 DIE MAXWELL-GLEICHUNGEN 143 5.1 DIE PHYSIKALISCHEN GRUNDLAGEN DER MAXWELL SCHEN THEORIE ........................ 145 5.1.1 DIE WAHL DER GRUNDGROESSEN ................................................................. 145 5.1.2 ZUSAMMENSTELLUNG DER BISHER GEFUNDENEN FELDGLEICHUNGEN ......... 146 5.1.3 DER VERSCHIEBUNGSSTROM ..................................................................... 147 5.1.4 DIE INTEGRALFORM DER MAXWELL-GLEICHUNGEN .................................... 149 5.1.5 AUFGABEN .............................................................................................. 150 5.2 DIE MAXWELL-GLEICHUNGEN ALS LOKALE BEZIEHUNGEN ......................................... 151 5.2.1 DIE RAEUMLICHEN ABLEITUNGEN GRAD, ROT UND DIV .............................. 151 5.2.1.1 DER OPERATOR ROT (YYROTATION ) ....................................................... 151 5.2.1.2 DER OPERATOR DIV (YYDIVERGENZ ) ..................................................... 152 5.2.1.3 DER OPERATOR GRAD (YYGRADIENT ) .................................................... 153 5.2.2 DIE KOORDINATENDARSTELLUNGEN DER DIFFERENTIALOPERATOREN ............. 154 5.2.3 DIE INTEGRALSAETZE VON GAUSS UND STOKES ........................................... 155 5.2.4 DIE DIFFERENTIALFORMEN DER MAXWELL-GLEICHUNGEN .......................... 155 5.2.5 WAS FEHLT IN DER MAXWELL SCHEN THEORIE? ....................................... 156 5.2.6 AUFGABEN .............................................................................................. 157 KAPITEL 6 MAXWELL-GLEICHUNGEN LOESEN 161 6.1 DER UNMITTELBARE GEHALT DER MAXWELL-GLEICHUNGEN ....................................... 164 6.1.1 DIE DIREKTE AUSSAGE DER MAXWELL-GLEICHUNGEN .............................. 164 6.1.2 DIE IMPLIZITE AUSSAGE DER MAXWELL-GLEICHUNGEN: DIE LADUNGSERHALTUNG ......................................................................... 165 6.1.3 AUFGABEN ............................................................................................... 166 6.2 DIE MATERIALGLEICHUNGEN .................................................................................... 167 6.2.1 DIE ANZAHL DER UNBEKANNTEN FUNKTIONEN IN DEN MAXWELL GLEICHUNGEN ........................................................................................ 167 6.2.2 ZUSAETZLICHE BEZIEHUNGEN ZWISCHEN DEN FELDGROESSEN ...................... 167 6.2.3 AUFGABEN ............................................................................................... 169 6.3 DIE KONSEQUENZEN UEBLICHER MATERIALVERTEILUNGEN ......................................... 170 6.3.1 STUECKWEISE HOMOGENES MATERIAL ........................................................ 170 6.3.2 FLAECHENLADUNGEN UND -STROEME AUF DEN GRENZEN .............................. 170 6.3.3 DIE GRENZBEDINGUNGEN ....................................................................... 171 6.3.4 DIE ABHAENGIGKEIT DER GRENZBEDINGUNGEN UNTEREINANDER ............... 174 6.3.5 DIE GRENZBEDINGUNGEN IN NUMERISCHEN VERFAHREN .......................... 176 6.3.6 ZUSAMMENFASSUNG DER GRENZBEDINGUNGEN ....................................... 176 6.3.7 AUFGABEN ............................................................................................... 178 6.4 DIE ENTKOPPLUNG DER MAXWELL-GLEICHUNGEN .................................................... 179 6.4.1 ZWEIFACHE ABLEITUNGEN: DER LAPLACE-OPERATOR ................................ 180 6.4.2 DIE HOMOGENE WELLENGLEICHUNG ........................................................ 181 6.4.3 DIE LOESUNG DER HOMOGENEN SKALAREN WELLENGLEICHUNG ................. 182 6.4.4 DIE HERLEITUNG VON MAXWELL-LOESUNGEN AUS DEN LOESUNGEN DER SKALAREN WELLENGLEICHUNG ............................................................ 185 6.4.5 DIE INHOMOGENE WELLENGLEICHUNG .................................................... 187 6.4.6 DIE LOESUNG DER INHOMOGENEN WELLENGLEICHUNG .............................. 189 6.4.7 AUFGABEN ............................................................................................... 193 6.5 DIE POTENTIALE DES ELEKTROMAGNETISCHEN FELDES ............................................. 195 6.5.1 DIE EINFUEHRUNG DER POTENTIALE .......................................................... 195 6.5.2 DIE EICHUNG DER POTENTIALE ................................................................. 196 6.5.3 DIE WELLENGLEICHUNGEN FUER DIE POTENTIALE ....................................... 197 6.5.4 DER HERTZ SCHE VEKTOR ......................................................................... 200 6.5.5 AUFGABEN ............................................................................................... 201 6.6 DIE BEHANDLUNG VON NICHTLINEARITAETEN UND DAS ALLGEMEINE AEQUIVALENZPRINZIP ............................................................................................... 202 6.7 NUMERISCHE LOESUNGSMETHODEN ......................................................................... 203 6.7.1 DIE ALLGEMEINE PROBLEMSTELLUNG ........................................................ 204 6.7.2 DIE ANSATZMETHODEN ........................................................................... 206 6.7.3 DIE GEBIETSMETHODEN FINITE DIFFERENZEN, FINITE INTEGRATION UND FINITE VOLUMEN ........................................................................... 209 KAPITEL 7 DIE MAXWELL-GLEICHUNGEN IN SPEZIALFAELLEN 217 7.1 DER STATIONAERE ZUSTAND ...................................................................................... 219 7.1.1 DIE MAXWELL-GLEICHUNGEN IM STATIONAEREN FALL ................................ 220 7.1.2 DIE GRENZBEDINGUNGEN (STATIONAER) .................................................... 222 7.1.3 DIE LOESUNG DER HOMOGENEN MAXWELL-GLEICHUNGEN ........................ 223 7.1.4 DIE LOESUNG DER INHOMOGENEN GLEICHUNG IM HOMOGENEN MATERIAL ..................................................................... 225 7.1.5 DISKUSSION DES WELLENVERHALTENS ...................................................... 227 7.1.6 AUFGABEN ............................................................................................... 232 7.2 DIE STATISCHEN FELDER .......................................................................................... 232 7.2.1 DAS ALLGEMEINE LOESUNGSVERFAHREN UND DIE GRENZBEDINGUNGEN . . . 233 7.2.2 DIE AUFTEILUNG DER STATIK IN DREI TEILBEREICHE ................................ 234 7.2.3 AUFGABEN ............................................................................................... 235 7.3 DIE ELEKTROSTATIK ................................................................................................. 235 7.3.1 DIE GRUNDGLEICHUNGEN DER ELEKTROSTATIK ........................................... 236 7.3.2 DIE LOESUNG DER SKALAREN POISSON-GLEICHUNG ..................................... 237 7.3.2.1 1. ALLGEMEINE LOESUNG ................................................................... 237 7.3.2.2 2. PARTIKULAERE LOESUNG ................................................................... 238 7.3.3 TYPISCHE PROBLEME DER ELEKTROSTATIK ............................................... 239 7.3.4 DIE AEQUIVALENZ VON PHYSIKALISCHER UND MATHEMATISCHER LOESUNG . 240 7.3.5 AUFGABEN ............................................................................................... 242 7.4 DIE MAGNETOSTATIK ............................................................................................... 242 7.4.1 FELDPROBLEME MIT PERMANENTMAGNETEN ........................................... 243 7.4.2 DAS MAGNETOSTATISCHE FELD VON STROMDICHTEVERTEILUNGEN ............. 244 7.4.3 DAS BIOT-SAVART SCHE INTEGRAL .............................................................. 245 7.4.4 AUFGABEN ............................................................................................... 247 7.5 DIE STROMLEHRE ..................................................................................................... 247 7.6 ZUSAMMENFASSENDE BEMERKUNGEN ZUR STATIK ................................................. 251 7.6.1 DIE BEDEUTUNG STATISCHER LOESUNGEN IN DER DYNAMIK ..................... 251 7.6.2 AUFGABEN .............................................................................................. 251 KAPITEL 8 DIE ENERGIE IM ELEKTROMAGNETISCHEN FELD 253 8.1 DIE BISHERIGEN ENERGIEKONZEPTE ....................................................................... 255 8.2 DAS POYNTING SCHE ENERGIEKONZEPT ................................................................... 256 8.2.1 DIE ELEKTRISCHE ENERGIEDICHTE ................................... ........................ 257 8.2.2 DIE MAGNETISCHE ENERGIEDICHTE .......................................................... 259 8.2.3 DIE ENERGIEFLUSSDICHTE ....................................................................... 261 8.2.4 AUFGABEN .............................................................................................. 265 8.3 DAS POYNTING-THEOREM ...................................................................................... 266 8.3.1 DER ALLGEMEINE (ZEITABHAENGIGE) FALL ................................................. 267 8.3.2 DAS KOMPLEXE POYNTING-THEOREM ...................................................... 267 8.4 DER EINDEUTIGKEITSSATZ ........................................................................................ 269 8.5 DIE STATISCHE BERECHNUNG DER GESAMTENERGIEN ................................................ 270 8.5.1 DIE ELEKTROSTATISCHE GESAMTENERGIE .................................................... 271 8.5.2 DIE MAGNETOSTATISCHE GESAMTENERGIE ................................................ 272 8.5.3 AUFGABEN ............................................................................................... 275 8.6 DIE QUASISTATISCHE BERECHNUNG DES ENERGIEINHALTS ......................................... 275 8.6.1 DIE ABSTRAHLUNG VON ENERGIE ............................................................ 275 8.6.2 DIE QUASISTATISCHEN SITUATIONEN ........................................................ 276 8.6.3 DER ZUSAMMENHANG ZWISCHEN DEN QUASISTATISCHEN FELDERN .......... 278 KAPITEL 9 DIE BERECHNUNG DER ZWEIPOLPARAMETER AUS DEN FELDERN 281 9.1 VERGLEICH ZWISCHEN FELDTHEORIE UND NETZWERKTHEORIE ................................... 283 9.2 DIE ZUSTANDSGROESSEN U, / UND P ......................................................................... 284 9.2.1 DIE SPANNUNG U UND DIE MASCHENREGEL ........................................... 284 9.2.2 DER STROM I UND DIE KNOTENREGEL ...................................................... 286 9.2.3 DIE LEISTUNG P ...................................................................................... 287 9.2.4 WEITERE BEMERKUNGEN ZU DEN ZUSTANDSGROESSEN .............................. 289 9.3 DIE KENNGROESSEN DER ELEMENTAREN ZWEIPOLE C, L UND R ................................ 290 9.3.1 DIE KAPAZITAET C .................................................................................... 290 9.3.2 DIE INDUKTIVITAET L ................................................................................ 292 9.3.3 DER WIDERSTAND R ................................................................................ 294 9.3.4 DIE LINEARITAET DER ELEMENTAREN ZWEIPOLE ......................................... 295 9.3.5 DIE GRENZEN DES STATISCHEN MODELLS .................................................. 297 9.3.6 AUFGABEN ............................................................................................... 298 9.4 DER ALLGEMEINE ZWEIPOL AUS FELDTHEORETISCHER SICHT ....................................... 299 9.4.1 DIE SPEISUNG EINES ZWEIPOLS .............................................................. 299 9.4.2 DIE ZWEIPOLCHARAKTERISTIK BEI BELIEBIGEM ZEITVERLAUF ................... 300 9.5 DER ZWEIPOL IM STATIONAEREN ZUSTAND UND DIE IMPEDANZ Z ............................ 302 9.5.1 DIE ALLGEMEINEN IMPEDANZEN Z UND ADMITTANZEN Y ...................... 303 9.5.2 DIE IMPEDANZDARSTELLUNG MIT ELEMENTAREN ZWEIPOLEN .................... 306 9.5.3 ZUR KONSTRUKTION EINES NETZWERKS AUS EINEM FELD ........................ 308 9.5.4 AUFGABEN ............................................................................................... 309 KAPITEL 10 DIE MEHRPOLE UND DIE REZIPROZITAET 311 10.1 DIE ALLGEMEINEN MEHRPOLE ................................................................................ 313 10.1.1 VOM N-POL ZUM M-TOR (M N) ........................................................ 313 10.1.2 DIE CHARAKTERISTIK DER MEHRTORE ........................................................ 314 10.2 DIE ALLGEMEINEN ZWEITORE .................................................................................. 315 10.3 DIE LINEAREN ZWEITORE ........................................................................................ 317 10.3.1 DAS YYOHM SCHE ZWEITOR ................................................................... 318 10.3.2 DAS LINEARE ZWEITOR IM STATIONAEREN FALL ........................................... 320 10.3.3 DIE ANWENDUNG DER REZIPROZITAET ...................................................... 322 10.3.4 AUFGABEN ............................................................................................... 325 10.4 DIE STATISCHE BERECHNUNG DER GEGENINDUKTIVITAET ........................................... 325 10.5 DIE TEILKAPAZITAETEN ............................................................................................. 327 KAPITEL 11 DIE FUEHRUNG ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 329 11.1 DIE ZWEIDIMENSIONALE FORMULIERUNG DER THEORIE ........................................... 332 11.1.1 DIE SEPARATION DER Z-ABHAENGIGKEIT ............................................. 332 11.1.2 DIE ZERLEGUNG DER FELDGROESSEN UND DER DIFFERENTIALOPERATOREN .... 333 11.1.3 DIE ZWEIDIMENSIONALEN INTEGRALSAETZE ........................................ 335 11.1.4 DIE ZWEIDIMENSIONALEN MAXWELL-GLEICHUNGEN .............................. 336 11.2 DIE LOESUNG DER ZWEIDIMENSIONALEN MAXWELL-GLEICHUNGEN .......................... 337 11.2.1 DIE EIGENSCHAFTEN DER TEM-WELLEN ................................................. 337 11.2.2 DIE QUASI-TEM-NAEHERUNG ............................................................ 339 11.2.3 DIE ZWEIDIMENSIONALE HELMHOLTZ-GLEICHUNG ........................... 340 11.2.4 DAS BESTIMMEN DER FORTPFLANZUNGSKONSTANTE; DIE WELLENTYPEN .. 342 11.2.5 AUFGABEN ........................................................................................ 343 KAPITEL 12 ABSTRAHLUNG UND STREUUNG ELEKTROMAGNETISCHER FELDER 345 12.1 DIE STRAHLUNGSFELDER .......................................................................................... 347 12.1.1 DAS ELEKTROMAGNETISCHE MODELL ZUR FELDERZEUGUNG ........................ 347 12.1.2 DIE FORMULIERUNG DES FELDPROBLEMS ............................................... 348 12.1.3 DIE MULTIPOLENTWICKLUNG DES STRAHLUNGSFELDES .............................. 350 12.1.4 DER HERTZ SCHE DIPOL ........................................................................... 353 12.1.5 AUFGABEN ............................................................................................... 355 12.2 DIE STREUUNG ELEKTROMAGNETISCHER FELDER (YYSCATTERING ) ................................ 356 KAPITEL 13 PRUEFUNGSAUFGABEN 361 13.1 AUFGABEN AUS DER ELEKTROSTATIK ......................................................................... 362 13.2 AUFGABEN MIT FELDERN IM FREIEN RAUM ............................................................ 374 13.3 AUFGABEN MIT JOULE SCHEM ENERGIEUMSATZ ........................................................ 376 13.4 AUFGABEN ZUR REZIPROZITAET .................................................................................. 381 13.5 AUFGABEN MIT MAGNETFELDERN ............................................................................. 385 13.6 VERMISCHTE AUFGABEN ........................................................................................ 399 ANHANG A ANTWORTEN ZU DEN AUFGABEN 419 A. L AUFGABEN AUS KAPITEL 1 ..................................................................................... 420 A. 2 AUFGABEN AUS KAPITEL 2 ..................................................................................... 426 A. 3 AUFGABEN AUS KAPITEL 3 ..................................................................................... 428 A.4 AUFGABEN AUS KAPITEL 4 ...................................................... 429 A.5 AUFGABEN AUS KAPITEL 5 ..................................................................................... 430 A.6 AUFGABEN AUS KAPITEL 6 .................................................................................... 435 A.7 AUFGABEN AUS KAPITEL 7 ..................................................................................... 441 A.8 AUFGABEN ZU KAPITEL 8 ........................................................................................ 449 A.9 AUFGABEN AUS KAPITEL 9 ..................................................................................... 454 A.10 AUFGABEN AUS KAPITEL 10 ................................................................................... 462 A.LL AUFGABEN AUS KAPITEL 11 ................................................................................... 464 A.12 AUFGABEN AUS KAPITEL 12 .................................................................................. 467 A.L 3 AUFGABEN AUS KAPITEL 13 .................................................................................. 468 ANHANG B KOORDINATENSYSTEME UND VEKTOREN 535 B. L KOORDINATENSYSTEME .......................................................................................... 536 B. 2 VEKTOREN ............................................................................................................. 537 B. 3 PRODUKTE VON VEKTOREN ..................................................................................... 539 ANHANG C STROM, SPANNUNG, LEISTUNG (STATIONAER UND KOMPLEX) 541 C. L DIE DARSTELLUNG SINUSOIDALER ZEITFUNKTIONEN ................................................ 542 C. 2 DIE ZUORDNUNG KOMPLEXER ZAHLEN ZU SINUSOIDALEN ZEITFUNKTIONEN ............ 545 C. 3 DAS PRODUKT SINUSOIDALER ZEITFUNKTIONEN ....................................................... 548 C. 4 KOMPLEXE LEISTUNGEN ....................................................................................... 550 C. 5 VEKTOREN MIT KOMPLEXEN KOMPONENTEN ......................................................... 552 ANHANG D DIE EIGENSCHAFTEN DER ZYLINDERFUNKTIONEN 555 D. L DIE HANKEL-FUNKTIONEN ERSTER GATTUNG ................................................... 556 D. 2 DIE HANKEL-FUNKTIONEN ZWEITER GATTUNG HYY 2) ................................................. 557 D. 3 DIE BESSEL-FUNKTIONEN J N ................................................................................... 557 D. 4 DIE NEUMANN-FUNKTIONEN N N .......................................................................... 557 D. 5 DIE BEZIEHUNGEN ZWISCHEN ZYLINDERFUNKTIONEN GLEICHER ORDNUNG ............ 558 D.6 DIE MODIFIZIERTEN ZYLINDERFUNKTIONEN UND DIE KELVIN-FUNKTIONEN ............. 558 D. 7 DIE PHYSIKALISCHE INTERPRETATION DER ZYLINDERWELLEN .................................... 559 ANHANG E STRAHLUNG EINER BELIEBIG BEWEGTEN PUNKTLADUNG 561 E. L DIE BERECHNUNG DER FELDER ............................................................................... 562 E. 2 DISKUSSION DES FELDES ....................................................................................... 568 E. 2.1 RUHENDE LADUNG ................................................................................... 568 E. 2. 2 GLEICHFOERMIG BEWEGTE LADUNG ............................................................. 568 E. 2. 3 BESCHLEUNIGTE LADUNGEN ...................................................................... 570 E.2.4 DER NICHT RELATIVISTISCHE FALL ............................................................... 570 E.2. 5 KURZZEITIG LINEAR BESCHLEUNIGTE LADUNG .............................................. 571 ANHANG F SYMBOLE UND ZEICHEN 575 ANHANG G GRIECHISCHE BUCHSTABEN 585 ANHANG H LITERATURVERZEICHNIS 589 H.L ELEKTROMAGNETISCHE FELDER ................................................................................ 590 H.2 MATHEMATISCHE FORMELSAMMLUNGEN ................................................................. 591 REGISTER 593
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