physik

DR.ALFRED RECKNAGEL
PROFESSOR AN DER
T E C H N I S C H E N HOCHSCHULE D R E S D E N
PHYSIK
ELEKTRIZITÄT UND
MAGNETISMUS
,'i
VEB VERLAG TECHNIK BERLIN
1959
Inhaltsverzeichnis
Elektrizität und Magnetismus
1
Der elektrische Strom
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6*
1.7
1.8
Allgemeine Kennzeichen des elektrischen Stromes
Kräfte paralleler Ströme
Die Stromstärke
Das Überlagerungsgesetz
Der gerade Strom in der langen Spule
Der gerade Strom in der langen Spule - mathematische Analyse . . . .
Die Stromschleife in der langen Spule. Dynamische Strommesser . . .
Magnetische Strommesser
2
Strom — Ladung — Spannung
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
Die Stromverzweigung
Die elektrische Ladung
Ruhende und bewegte Ladung
Elektromotorische Kraft und elektrische Spannung
Induktive Stromquellen
Definition der Spannung
Der Widerstand
Weiteres zum Spannungsbegriff
Beispiele und Ergänzungen
Wärmewirkung des elektrischen Stromes
3
Elektrostatik
3.1 Nachweis ruhender Ladungen
3.2 Grundeigenschaften der elektrischen Ladung
3.3 Influenz
3.4 Ladung und Spannung geladener metallischer Körper
3.5 Kondensatoren
3.6 Die Probeladung im Plattenpaar .
'.
3.7 Die elektrische Elementarladung
3.8 Das CouLOMBsche Gesetz
3.9 Das Überlagerungsgesetz
3.10 Hochspannungsgeneratoren
13
17
20
21
23
25
27
30
34
36
40
43
45
48
50
53
55
58
61
64
66
69
72
76
79
80
83
87
10
Inhaltsverzeichnis
4
D a s elektrische Feld i m leeren B a u m
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6*
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
Grundeigenschaften des elektrischen Feldes
Metalle im elektrostatischen Feld
Die elektrische Feldstärke
Die Verschiebung
,
Der Verschiebungsfluß
Zeichnerische Darstellung der Feldlinien
D a s Potential - an einfachen Beispielen erläutert
Mathematische Kennzeichnung des Potentials
Weitere Eigenschaften des Potentials
Elektrische Feldenergie
Bewegung der Ladungsträger im elektrischen Feld
5
Das magnetische Feld i m leeren B a u m
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
Stromschleife und D a u e r m a g n e t
Das magnetische Feld
Die magnetische Feldstärke in der langen Spule
Die magnetische Feldstärke in beliebigen Feldern
Das LAPLACBsche Gesetz
Die magnetische I n d u k t i o n
Kräfte im Magnetfeld
Bewegung von Ladungsträgern im magnetischen Feld
6
Das Induktionsgesetz
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
Induktion in bewegten Leitern
Induzierte Spannung u n d Induktionsfluß
Erläuterungen u n d Ergänzungen
Die LENZsche Regel
Induktion in ruhenden Leitern
Allgemeine D e u t u n g des Induktionsgesetzes
Gegenseitige I n d u k t i o n zweier Stromkreise
Die Selbstinduktion
Zum Vorzeichen der induzierten Spannung
Energie des magnetischen Feldes
Dauermagnete
7
Wechselstrom
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
Grundlagen
Drehstrom
Leistung im Wechselstromkreis
Spule u n d Kondensator im Wechselstromkreis
Komplexe Darstellung harmonischer Wechselströme
Der komplexe Wechselstromwiderstand
Beispiele zur Rechnung m i t komplexen Widerständen
Der Transformator
Elektrische Generatoren u n d Motoren
89
94
95
97
98
101
105
109
111
113
115
118
122
129
131
136
138
140
144
147
150
154
• • • • 158
160
162
164
165
169
171
174
179
183
186
188
191
193
195
198
201
Inhaltsverzeichnis
8
Die schnell veränderlichen Felder
8.1
8.2
8.3
8.4*
8.5
Ströme u n d magnetische Spannung
Der Verschiebungsstrom
Die MAxwBLLschen Gleichungen
Differentialform der MAxwELLschen Gleichungen
Das Relativitätsprinzip
9
Der elektrische Strom in Flüssigkeiten
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
Eigenarten der elektrolytischen Leitung
Die FAEADAYschen Gesetze
Dissoziation der Elektrolyte
Der Mechanismus der elektrolytischen Leitung
Ionenbeweglichkeit u n d Überführungszahlen
Einfluß der Ionenkonzentration auf die elektrolytische Leitung
Berührungsspannung
Galvanische K e t t e n
Galvanische Polarisation
10
Der elektrische Strom in Oasen
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8
10.9
10.10
Die unselbständige E n t l a d u n g in Luft
Der elektrische Strom i m H o c h v a k u u m
D a s freie Elektron
Systematik der Elektronengeräte
Elektronenoptik u n d Elektronenmikroskopie
Die Oszillographenröhre
Die Elektronenröhre
Die selbständige Glimmentladung
Bogen-, Spitzen- u n d Eunkenentladung
Massenspektrographie
11
Der elektrische Strom in festen Körpern
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
Leitungselektronen im Metall
Die Leitfähigkeit der Metalle
Glühemission
Berührungsspannung
Thermoelektrizität
HALLefEekt u n d Änderung des Widerstandes im Magnetfeld
Supraleitung
Halbleiter
Anwendungen der Halbleiter
12
Nichtleiter im elektrischen Feld
12.1 Die Dielektrizitätskonstante
12.2 Feldstärke u n d Verschiebung im Dielektrikum
12.3 Mechanische Spannungen u n d Energieinhalt des Feldes
11
207
211
213
215
217
219
223
227
229
232
236
238
241
244
248
252
254
258
262
265
268
271
275
278
282
285
290
291
294
298
299
302
304
306
308
313
12
Inhaltsverzeichnis
12.4*
12.5
12.6
12.7
12.8
12.9
Allgemeine Gesetze des elektrostatischen Feldes im Dielektrikum... . 317
Polarisation der Dielektrika
318
Die molekulare Polarisierbarkeit
321
Die parelektrischen Erscheinungen
323
Piezoelektrizität
326
Weitere Eigenschaften der Dielektrika
329
13
Die magnetischen Eigenschaften der Stoffe
13.1 Die Permeabilität
13.2 Feldstärke und Induktion im Innern der Stoffe
13.3 Das Magnetfeld im Innern der Stoffe - allgemeine Gesetze
13.4 Magnetisierung
13.5 Entmagnetisierung
13.6 Diamagnetismus und Paramagnetismus
13.7 Atomtheorie des Diamagnetismus und des Paramagnetismus
13.8 Ferromagnetismus
13.9 Zur Deutung des Ferromagnetismus
13.10 Über die Natur des Magnetismus
331
332
334
337
341
346
349
351
356
359
14
Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5
14.6
14.7
14.8
14.9
Freie elektromagnetische Schwingungen
Versuche über freie Schwingungen
Erzwungene Schwingungen
Erzeugung nichtabklingender Schwingungen
Kippschwingungen
Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
Stehende Wellen an Paralleldrähten
Strahlungsfeld eines linearen Oszillators
Interferenz freier elektromagnetischer Wellen
362
366
368
369
372
372
375
379
384
Lösungen der Aufgaben
388
Sachverzeichnis
422