Einführung in die Elektrodynamik und die spezielle Relativitätstheorie

Diese Einführung in die Elektrodynamik (Elektrizität und Magnetismus) und die spezielle Relativitätstheorie ist aus Vorlesungsskripten hervorgegangen, die im Rahmen der Grundausbildung im Physik-Diplomstudiengang an der Universität Bremen eingesetzt wurden. Dementsprechend enthält der Text in kompakter Form einen Überblick über die essentiellen Inhalte dieses Teils des Grundkurses und eignet sich sowohl zur Begleitung der Vorlesung als auch zur Prüfungsvorbereitung.Die Vorlesungsskripte wurden im dritten Semester des Grundkurse Physik eingesetzt. Vorausgesetzt werden daher die Inhalte der ersten beiden Semester des Grundkurses (speziell Mechanik, aber auch Teile der Optik und der Thermodynamik) sowie die üblicherweise bis zum dritten Semester im Nebenfach Mathematik erworbenen Kenntnisse (Differential- und Integralrechnung, Vektoralgebra und -analysis).Obwohl speziell für den Diplomstudiengang Physik konzipiert, eignet sich das Buch bei entsprechenden Mathematikkenntnissen auch für Studierende der Physik als Nebenfach und für Lehramtskandidat/inn/en. Darüberhinaus dürfte das Buch für alle Bachelor-Studiengänge interessant sein, die eine Grundausbildung in experimenteller Physik beinhalten.Die Skripten wurden in einer Zeit entwickelt, in der das Internet eine stürmische Entwicklung durchmachte und immer interessanter als Quelle seriöser Fachinformation wurde. Es wurden daher nach und nach zahlreiche Hinweise auf Internetquellen, speziell interaktive multimediale Darstellungen, die den Lernprozess unterstützen können, eingefügt. Sie wurden alle kurz vor Drucklegung des Buches auf ihre Aktualität überprüft. In der elektronischen Version des Buches führen aktive Links direkt zu den zitierten Quellen.Aus dem Inhalt: Elektrodynamik: Geschichte, Elektrostatik (Gesetz von Coulomb, E-Feld, Potential, Spannung, Dipole, Multipole, Dielektrika, Kondensator, Energie des Feldes), Elektrische Leitung (Strom und Stromdichte, Leitungsmechanismen in Metallen, Gasen, Elektrolyten, Halbleitern, Ströme in Schaltkreisen und Netzwerken), bewegte Ladungen und Magnetfelder (H-Feld, Lorentz-Kraft, Magnetfelder bewegter Ladungen und Ströme, Kraft zwischen Leitern, Hall-Effekt, Spulen, Vektorpotential), magnetische Eigenschaften der Materie (Magnetisierung, mag. Suszeptibilität, Permeabilität, H-Feld, Para- und Diamagnetismus, mag. Ordnung), zeitlich veränderliche Magnetfelder (Selbst- und Gegeninduktivität, Wechselstromnetzwerke, Vierpole, Wellenleiter), elektromagnetische Strahlung (Maxwell-Gleichungen, EM-Wellen im Vakuum, transparenten Medien und Metallen, Reflexions- und Brechungsgesetze, Fresnel-Gesetze, Plasma-Frequenz, Dipolstrahlung), Einheiten der Elektrodynamik, Thermodynamik der Magnetisierung. Spezielle Relativitätstheorie: die relativistische Kinetik (Messung der Lichtgeschwindigkeit, die Lorentz- Transformation, Transformation der kinematischen Größen, Minkowski-Diagramme, Zeitdilatation, Längenkontraktion, Zwillingsparadoxon, Optik bewegter Körper), die relativistische Dynamik (die relativistische Masse, Masse und Energie, Anwendungen, Transformation der dynamischen und thermodynamischen Größen), Transformation der elektromagnetischen Größen, Felder bewegter Landungen, das vierdimensionale Raum-Zeit-Kontinuum.