Physik für das Lehramt · Band 2 Elektrodynamik und Optik by Nienhaus, Hermann -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

Title Page Copyright Contents Vorwort

Danksagung

1 Einführung

1.1 Vom Spektakel zur Wissenschaft 1.2 Bedeutende Wissenschaftler 1.3 Elektrische Größen im SI-Einheiten-System 1.4 Tabellen Quellenangaben

2 Elektrostatik

2.1 Elektrische Ladung

2.1.1 Phänomene 2.1.2 Ladungsträger 2.1.3 Influenz

2.2 Kräfte auf Ladungen und elektrisches Feld

2.2.1 Coulomb-Gesetz 2.2.2 Elektrische Feldstärke 2.2.3 Elektrisches Potenzial und Spannung 2.2.4 Energieerhaltungssatz

2.3 Elektrische Felder von mehreren Punktladungen

2.3.1 Gesamtfeld und Ladungsschwerpunkt 2.3.2 Elektrischer Dipol 2.3.3 Elektrischer Dipol in elektrischen Feldern

2.4 Elektrische Felder beliebig verteilter Ladungen

2.4.1 Das Gesetz von Gauß 2.4.2 Felder einfacher Ladungsverteilungen 2.4.3 Der Plattenkondensator

2.5 Kapazität

2.5.1 Definition 2.5.2 Kondensatoren 2.5.3 Zusammengeschaltete Kondensatoren

2.6 Materie in elektrischen Feldern

2.6.1 Elektrische Leiter 2.6.2 Polarisation von Dielektrika 2.6.3 Dielektrika im Plattenkondensator 2.6.4 Elektrische Felder in Dielektrika

2.7 Energiedichte des elektrischen Felds

Phänomene und Anwendungen

2.8 Anwendungen der Elektrostatik

2.8.1 Ablenkung geladener Teilchenströme im Vakuum 2.8.2 Millikan-Fletcher-Experiment 2.8.3 Xerografie 2.8.4 Elektrische Felder auf der Erde

Quellenangaben

3 Elektrischer Strom

3.1 Definition und Einordnung

3.1.1 Elektrische Stromstärke 3.1.2 Stromdichte 3.1.3 Ladungserhaltung 3.1.4 Arten elektrischer Ströme

3.2 Ohmsches Gesetz

3.2.1 Elektrisches Feld bei stationärem Strom 3.2.2 Elektrische Leitfähigkeit 3.2.3 Elektrischer Widerstand 3.2.4 Mikroskopisches Modell des ohmschen Widerstands 3.2.5 Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands in Feststoffen 3.2.6 Stromleistung

3.3 Gleichstromkreise

3.3.1 Symbole und Darstellungen 3.3.2 Kirchhoffsche Regeln 3.3.3 Laden und Entladen von Kondensatoren

3.4 Quellen und Messgeräte

3.4.1 Innenwiderstände von Quellen 3.4.2 Galvanische Zellen 3.4.3 Strom- und Spannungsmessungen

3.5 Andere elektrische Ströme – eine Übersicht

3.5.1 Ionenleitung 3.5.2 Elektrische Ströme in Gasen

Quellenangaben

4 Magnetostatik

4.1 Phänomene und Beobachtungen

4.1.1 Magnetismus – seid alters vertraut 4.1.2 Permanentmagnete 4.1.3 Magnetfeld und elektrische Ströme

4.2 Magnetisches Feld

Anmerkungen

4.3 Lorentz-Kraft

4.3.1 Definition 4.3.2 Anwendungen

4.4 Magnetfelder elektrischer Ströme

4.4.1 Geradliniger Leiter 4.4.2 Das Biot-Savart-Gesetz 4.4.3 Ampèresches-Durchflutungsgesetz 4.4.4 Das magnetische Dipolmoment 4.4.5 Magnetisches Dipolmoment einer Punktladung auf einer Kreisbahn

4.5 Materie im magnetischen Feld

4.5.1 Magnetisierung 4.5.2 Magnetismus der Materie 4.5.3 Magnetfeld an Grenzflächen 4.5.4 Ferromagnete in Spulen 4.5.5 Energiedichte des magnetischen Felds 4.5.6 Magnete

4.6 Elektrostatik und Magnetostatik

4.6.1 Vektorpotenzial 4.6.2 Gegenüberstellung physikalischer Größen

Quellenangaben

5 Induktion und Verschiebungsstrom

5.1 Faradaysches Induktionsgesetz

5.1.1 Induktionsphänomene 5.1.2 Induktionsgesetz 5.1.3 Lenzsche Regel

5.2 Induktivität

5.2.1 Definition 5.2.2 Ein- und Auschaltvorgänge an Induktivitäten 5.2.3 Zusammengeschaltete Induktivitäten 5.2.4 Transformatoren 5.2.5 Energiedichte des magnetischen Felds

5.3 Maxwellscher Verschiebungsstrom 5.4 Umwandlung zwischen mechanischer und elektromagnetischer Energie

5.4.1 Generatoren 5.4.2 Elektromotoren

6 Wechselspannungen und -ströme

6.1 Grundbegriffe

6.1.1 Zeitabhängigkeiten 6.1.2 Effektivwerte

6.2 Komplexer Wechselstromwiderstand

6.2.1 Komplexe Zahlen – eine kurze Erinnerung 6.2.2 Anwendung komplexer Zahlen auf Wechselstromkreise 6.2.3 Zusammengeschaltete Impedanzen

6.3 Der elektrische Schwingkreis

6.3.1 Impedanz des Serienschwingkreis 6.3.2 Der elektrische Schwingkreis als harmonischer Oszillator 6.3.3 Der freie, gedämpfte elektrische Oszillator

6.4 Hertzscher Dipol

6.4.1 Vom elektrischen Schwingkreis zum schwingenden Dipol 6.4.2 Ablösung des elektromagnetischen Felds 6.4.3 Elektrische und magnetische Felder im Fernfeld des hertzschen Dipols

6.5 Beschleunigte Punktladungen

Anwendungen

Quellenangaben

7 Elektromagnetische Wellen

7.1 Eigenschaften elektromagnetischer Wellen im materiefreien Raum

7.1.1 Wellengleichung 7.1.2 Polarisation 7.1.3 Spektrum 7.1.4 Intensität 7.1.5 Wellenimpuls und Strahlungsdruck 7.1.6 Wellenausbreitung

7.2 Elektromagnetische Wellen in Materie

7.2.1 Reflexion 7.2.2 Brechung 7.2.3 Totalreflexion 7.2.4 Brewster-Polarisation 7.2.5 Dispersion 7.2.6 Absorption 7.2.7 Streuung

7.3 Elektromagnetische Wellen in anisotropen und inhomogenen Medien

7.3.1 Doppelbrechung 7.3.2 Inhomogene Medien

7.4 Polarisation elektromagnetischer Wellen Quellenangaben

8 Wellenoptik

8.1 Kohärenz

8.1.1 Superpositionsprinzip und Interferenz 8.1.2 Kohärenz von Lichtwellen unterschiedlicher Quellen 8.1.3 Kohärenzspalt

8.2 Interferenz an dünnen Schichten

8.2.1 Zweistrahlinterferenz 8.2.2 Interferenz an Schichten wechselnder Dicke 8.2.3 Vielstrahlinterferenz

8.3 Interferometrie

8.3.1 Prinzip 8.3.2 Anwendung: Michelson-Morley-Miller-Experimente und die Widerlegung der Ätherhypothese

8.4 Beugung

8.4.1 Grundlagen 8.4.2 Beugung am Strichgitter in Fraunhofer-Näherung 8.4.3 Beugung am Einfachspalt in Fraunhofer-Näherung 8.4.4 Beugung am Gitter mit endlich breiten Spalten in Fraunhofer-Näherung 8.4.5 Weitere Beugungsphänomene

Quellenangaben

9 Geometrische Optik

9.1 Grundlagen der Strahlenoptik

9.1.1 Begriffe 9.1.2 Licht und Schatten 9.1.3 Lochkamera

9.2 Spiegel

9.2.1 Ebener Spiegel 9.2.2 Sphärischer Hohlspiegel

9.3 Linsen

9.3.1 Abbildung durch eine brechende, sphärische Grenzfläche 9.3.2 Dünne Linsen 9.3.3 Die Brennebene 9.3.4 Zusammengesetzte dünne Linsen

9.4 Aberrationen

9.4.1 Monochromatische Aberrationen 9.4.2 Chromatische Aberration

9.5 Optische Instrumente

9.5.1 Das menschliche Auge 9.5.2 Die Lupe 9.5.3 Kepler-Fernrohr 9.5.4 Einfaches Mikroskop

9.6 Auflösungsvermögen optischer Instrumente

9.6.1 Rayleigh-Kriterium 9.6.2 Abbe-Kriterium

9.7 Wellenfronten in der gaußschen Optik

9.7.1 Sphärischer Hohlspiegel 9.7.2 Sphärische Sammellinse

Quellenangaben

10 Grundbegriffe der speziellen Relativitätstheorie

10.1 Einsteinsche Kinematik

10.1.1 Postulate 10.1.2 Lorentz-Transformation 10.1.3 Der Verlust der Gleichzeitigkeit 10.1.4 Lorentz-Fitzgerald-Längenkontraktion 10.1.5 Zeitdilatation

10.2 Einsteinsche Dynamik

10.2.1 Impuls, Kraft und Massenzunahme 10.2.2 Kinetische Energie und Masse

10.3 Anwendung auf bewegte Ladungen

10.3.1 Magnetismus 10.3.2 Magnetfeld bewegter Punktladungen

Quellenangaben

Bildnachweis E1 Erratum zu: Physik für das Lehramt Stichwortverzeichnis

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