Theoretische Physik III:

Elektrodynamik

1. Elektrostatische Felder

1.1. Elektrische Ladungen und Coulomb-Kräfte
1.1.1. Ladungen und Ströme
1.1.2. Coulombsches Gesetz und Ladungseinheit
1.1.3. Elektrische Feldstärke und Coulomb-Potential

1.2. Quellen elektrostatischer Felder
1.2.1. Feldlinien, Feldfluß und Quellbegriff
1.2.2. Ladungen als Quellen des elektrischen Feldes
1.2.3. Räumliche Quellverteilung und Divergenz (Gauß'scher Satz)
1.2.4. Wirbelfreiheit des Coulomb-Feldes
1.2.5. Räumliche Wirbelverteilung und Rotation (Stokes'scher Satz)
1.2.6. Feldverhalten an Grenzflächen

1.3. Felder hochsymmetrischer Ladungsverteilungen
1.3.1. Kugelsymmetrische Ladungsverteilung
1.3.2. Homogen geladene Kugel
1.3.3. Homogen geladene Kugeloberfläche
1.3.4. Zylindersymmetrische Ladungsverteilung
1.3.5. Homogen geladener Zylinder
1.3.6. Homogen geladene Zylinderoberfläche
1.3.7. Homogen geladene Ebene

1.4. Elektrostatisches Potential
1.4.1. Poisson-Gleichung und Green'sche Funktion
1.4.2. Potential einer homogen geladenen Kugel
1.4.3. Multipol-Entwicklung

1.5. Feldenergie
1.5.1. Feldenergie und Ladungsverteilung
1.5.2. Selbstenergie und Wechselwirkungsenergie
1.5.3. Selbstenergie einer geladenen Kugel

1.6. Elektrische Leiter
1.6.1. Grundeigenschaften
1.6.2. Feldverteilung an der Leiteroberfläche
1.6.3. Methode der Bildladungen
1.6.4. Feldenergie von Leitersystemen
1.6.5. Kapazitäts- und Influenzkoeffizienten
1.6.6. Kapazität eines Leiters (Kugel)
1.6.7. Kapazitäten von Kondensatoren

1.7. Elektrische Dipole
1.7.1. Potential und Feld eines Dipols
1.7.2. Dipol im äußeren Feld
1.7.3. Potential einer Dipolschicht
1.7.4. Potential einer räumlichen Dipolverteilung

1.8. Elektrostatik der Dielektrika
1.8.1. Polarisierbare Substanzen
1.8.2. Polarisationsfeld und Verschiebungsfeld
1.8.3. Feldverhalten an Grenzflächen
1.8.4. Elektrostatische Energie linearer Dielektrika

2. Magnetfeld stationärer Ströme

2.1. Elektrische Ströme
2.1.1. Stromstärke und Stromdichte
2.1.2. Ladungserhaltung und Kontinuitätsgleichung
2.1.3. Ohmsches Gesetz und elektrische Verlustleistung

2.2. Magnetische Kräfte und Felder stationärer Stromfäden
2.2.1. Ampère'sches Gesetz und Felder stationärer Stromfäden
2.2.2. Magnetisches Induktionsfeld
2.2.3. Magnetische Kraftdichte und Lorentz-Kraft

2.3. Maxwell-Gleichungen für Induktionsfelder stationärer Ströme
2.3.1. Quellfreiheit des Induktionsfeldes
2.3.2. Wirbel des Induktionsfeldes

2.4. Vektorpotential
2.4.1. Induktionsfeld als Rotation eines Vektorpotentials
2.4.2. Vektorpotential eines Stromfadens und Biot-Savart'sches Gesetz
2.4.3. Ampère'sches Kraftgesetz für beliebig geformte Stromfäden
2.4.4. Eichtransformation

2.5. Magnetische Dipole
2.5.1. Lokale Stromverteilungen
2.5.2. Vektorpotential und magnetische Induktion im Fernfeldbereich
2.5.3. Magnetischer Dipol im äußeren Feld
2.5.4. Ebene Drahtschleife, gyromagnetisches Verhältnis und Larmor-Präzession
2.5.5. Feld einer räumlichen Verteilung magnetischer Dipole

2.6. Magnetostatik in Substanzen
2.6.1. Magnetisierung und magnetische Feldstärke
2.6.2. Magnetische Substanzen
2.6.3. Feldverhalten an Grenzflächen
2.6.4. Felder von Permanentmagneten

3. Zeitabhängige elektromagnetische Felder

3.1. Vollständige Maxwell'sche Gleichungen
3.1.1. Grenzfall der Galilei-Invarianz der elektromagnetischen Kraft
3.1.2. Faraday'sches Induktionsgesetz

3.2. Elektromagnetische Wellen
3.2.1. Homogene Wellengleichung
3.2.2. Skalare ebene Wellen
3.2.3. Skalare Kugelwellen
3.2.4. Periodische ebene elektromagnetische Wellen

3.3. Erzeugung elektromagnetischer Strahlung
3.3.1. Elektromagnetische Potentiale und d'Alembert'sche Gleichungen
3.3.2. Vektorpotential und ebene elektromagnetische Wellen im Vakuum
3.3.3. Retardierte Potentiale
3.3.4. Dipolstrahlung

Literatur:

• W. Nolting
  Grundkurs der Theoretischen Physik 3 - "Elektrodynamik" (F. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden 1997)
  
  
• W. Macke
  Elektromagnetische Felder (Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig K.-G., Leipzig 1963)