ANGEWANDTE ELEKTRODYNAMIK ZUR ANALYSE DER

ANGEWANDTE ELEKTRODYNAMIK ZUR ANALYSE DER EINWIRKUNG VON
ELEKTRO- UND MAGNETO-SMOG AUF MATERIE,
INSBESONDERE BIO-MATERIE
von
Dr. Peter Rauser, Herrengut 14, 76530 Baden-Baden
2001
Seite
4
Zusammönfassung
1. Einleitung
2. Mathematische Hilfsmittel in der Elektrodynamik
3. Atome und gebundene Elektronen im Magnetfeld &3.1. Elektrische und magnetische Dipolmomente ~p"e und m"(="p)
3.1.1. Magnetisches Moment m eines kreisförmig umlaufenden Atomelektrons
3.2. Atom im Magnetfled & (Zeeman-Effekt) und Sein magnetisches Dipolmoment iti
3.2.1. Larmor-Präzession «J. des atomaren, magnetischen
Dipols
3.2.2. Quantisiertes, magnetisches Dipolmoment m des
Elektronen-Dralls
3.3. Elektronen-Spin, sein magnetisches Moment m und Elektronen-Spin-Resonanz
3.4. Quantenenergie des Elektrons und des .atomaren, magnetischen Dipols m im Magnetfeld oG3.5. Paramagnetische Resonanz
4. Materie im elektrischen Feld t
4.1. Elektrische Polarisation P, elektrische Suszeptibilität
XB,Clausius-Massotti-Relation, relative Permittivität £
und molekulare, elektrische Polarisierbarkeit <*.
4.2. Elektrische Felder in Dielektrika und Potentialfunktion
f(r)
^
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4.2.1. Vakuum-Blase zur Simulation eines Atoms im Dielektrikum, Hohl- bzw. Voll-Kugel im elektrischen Feld
£
4.2.2. Entelektrisierungsfaktor L für Kugel, Zylinder und
Stab sowie inneres Feld ^P.
5.3. Elektrische Felder in Kugeln und im Zylinder, jeweils zur
Simulation elektromagnetisch beaufschlagter, biologischer
Zellen
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5.3.1. Ungeladener, leitender Zylinder im •t-Feld
5.3.2. Ungeladene, leitende Kugel im £-Feld
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5.3.3. Ungeladene, leitende und geerdete Kugel im-£ -Feld
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5.3.4. Elektrisch polarisierte, dielektrische Kugel im
%
•£- Feld
6. Magnetismus in homogenen, isotropen und .linearen HIL-Medien
6.1. Magnetische Polarisation J, Magnetisierung 1$l und magnetische Suszeptibilität X^
m
fi.?.
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wie entartetes Elektronen-Gas in Metallen
6.3.1. Temperaturabhängige Para-Magnetisierung ISi6.4. Diamagnetismus freier Atome
6.5. Ferro-Magnetismus
6.6. Felder des elektrischen und dazu analogen, magnetischen Dipols sowie Wechselwirkungsenergie zweier magnetischer Dipole
6.7. Bewegungsgleichung für das magnetische Dipolmoment
m(t) bzw. die Magnetisierung Wi(t)
Materie im Magnetfeld o&
7.1. Oberflächenstromdichte J MS> Magnetisierung fffl und magnetisches Zusatzfeld o£i0 T= c£v.für Materiekern einer Zylinder-Spule
7.2. Leitende Kugelschale im Magnetfelder: Modell für diamagnetische Atome, sowie atomare Magnetisierbarkeit ß.
7.3. Magnetische Suszeptibilität OC und atomare Magnetisierbarkeit ß^analog zur elektrischen Clausius-Massotti-Relation
und elektrische Polarisierbarkeit oC
7.4. Magnetische Felder in Materie, magnetische Potentialfunktion <^(r) und Vektorpotential Gf(»T)
7.4.1. Magnetisierter Kreiszylinder (Radius a)
7.4.2. Homogen permanent magnetisierte Kugel (Radius a)
7.4.3. Magnetisierbare Kugel im Magnetfeld •&
Atomkerne im Magnetfeld
8.1. Kernspins und ihre magnetischen Momente m~ (= jiT)
8.2. Potentielle Energie des magnetischen Kernmoments m und
magnetische Kernresonanz- oder Absorptionsfrequenzen
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8.3. Experimentelle Bestimmung von Protonen-Resonanzen
Makroskopische Maxwell-Gleichungen für elektromagnetische Felder in der Übersicht
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9.1. Magnetische Erregung (= Feldstärke)}? sowie Feldgleichungen in HILS-Medien
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9.2. Darstellungen der 4 zeitabhängigen, elektromagnetischen
Maxwell-Gleichungen für Materie
9.2.1. Ergänzung der Maxell-Gleichungen durch 3 Materialsowie 2 Verknüpfungsgleichungen
9.3. Die 4 vollständigen, zeitabhängigen, makroskopischen Maxwellgleichungen in differentieller Form
9.3.1. Maxwell-Gleichungen außer- und innerhalb von Mate-
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rie (Zusammenstellung)
9.4. Integrale und differentielle Maxwell-Gleichungen
in der Gegenüberstellung
Basis der Maxwell-Gleichungen
10.1. Experimentelle Erfahrungstatsachen zu den MaxwellGleichungen
10.2. Feld der dielektrischen Flußdichte ^" und Feldgleichungen in Materie
10.2.1. Maxwell'sche Verschiebungsstromdichte
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HO
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Kräfte in elektromagnetischen Feldern, potentielle Energie
des elektrischen Dipols und zeitabhängige Feldgleichungen
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1. und 4. differentielle Maxwell-Gleichungen für statische
bzw. dynamische Felder
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Phänomenologische, makroskopische sowie mikroskopische Maxwell-Gleichungen
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Vergleich elektrischer und magnetischer Feldgrößen in Materie
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14.1. Elektrische und magnetische Felder in Hohlräumen(nadel-,
schlitz- und kugelförmig) zur Simulation biologischer
Zellen
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Analogien zwischen elektrischen und magnetischen Feldern sowie Materialgrößen
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Zweckmäßige Kombination der Feldgrößen in der theoretischen
Darstellung
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Literatur
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Anhang
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Anhang I: Abgeleitete SI-Einheiten mit besonderen Namen
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Anhang II: Elektrische und magnetische Einheiten und
Gleichungen
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Anhang III: Vektor-Operationen