Theoretische Elektrodynamik Heinrich-Heine

Theoretische Elektrodynamik
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, WS 2014/15
Prof. Dr. Dagmar Bruß
Vorlesung: Montags 14:30 - 16:30, Hörsaal 5J, Geb. 25.31
und Donnerstags 10:30 - 12:30, Hörsaal 5F, Geb. 25.31
(Beginn V: Mo, 13.10.2014)
Übungen: Montags 8:30 - 10:30 bzw. 10:30 - 12:30 bzw 12:30 - 14:30
(Organisation der Übungsgruppen in der ersten Vorlesung; Beginn Ü: Mo, 20.10.2014)
Inhalt
0. Einleitung
I. Elektrostatik
1) Coulomb-Gesetz
2) Elektrisches Feld und Potential
3) Quellen des elektrischen Feldes
4) Poissongleichung und Greensche Funktion
5) Elektrostatische Feldenergie
6) Beispiele für elektrostatische Felder
a) Felder an elektrischen Leitern, Kapazitäten
b) Spiegelladungen
c) Multipolentwicklung
II. Magnetostatik
1) Erhaltung der elektrischen Ladung: Kontinuitätsgleichung
2) Kräfte auf bewegte Ladungen: magnetische Induktion
3) Magnetostatische Feldgleichungen
4) Magnetische Multipolentwicklung
5) Drehmoment und Kraft auf eine Stromverteilung
III. Elektrodynamik im Vakuum
1) T, C, P-Transformation
2) Maxwellsche Gleichungen
3) Integrale Formen, Lenzsche Regel
4) Potentiale und Eichtransformationen
5) Inhomogene Wellengleichung und retardierte Potentiale
6) Energie und Impuls des elektromagnetischen Feldes
7) Elektromagnetische Wellen
a)
b)
c)
d)
Ebene Wellen
Linear und zirkular polarisiertes Licht
Dynamische Multipolentwicklung
Fernfeldnäherung, Hertzscher Dipol und Strahlung
IV. Relativistische Formulierung der Elektrodynamik
1) Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie (Einsteinsche Postulate, Uhren,
Abstände, Lorentztransformation, Vierervektoren)
2) Viererpotential und Feldtensor
3) Kontinuitätsgleichung
4) Relativistische Schreibweise der Maxwell-Gleichungen
5) Eichinvarianz und Wellengleichung
6) Energie-Impulstensor
V. Elektrische und magnetische Felder in Materie
1) Polarisation, Magnetisierung und die Maxwell-Gleichungen in Materie
2) Grenzbedingungen für Felder
3) Modell für die Polarisierbarkeit eines Atoms; Clausius-Mossotti-Formel
4) Wellen in Materie
Literatur:
David. J. Griffiths, Elektrodynamik, Pearson Studium, München (2011).
Torsten Fließbach, Elektrodynamik, Elsevier, München (2005).
John David Jackson, Klassische Elektrodynamik, De Gruyter, Berlin (2014).
Landau/Lifschitz, Lehrbuch der Theoretischen Physik, Band II, Klassische Feldtheorie, Verlag Harri Deutsch, Thun und Frankfurt am Main (1997).