40120 Elektrostatik/Magnetostatik, Sommersemester 2013

Termine

Programm der Vorlesung

Übung

Übersicht über das Vorlesungsprogramm

Literatur-Empfehlungen zur Vorlesung
Termine
Ergebnisse der Nachklausur vom 17.09.2013
 
Ergebnis der Klausur vom 16.07.2013 nach Matrikelnummer sortiert (pdf)
Ergebnis der Klausur vom 16.07.2013 nach Punkten sortiert (pdf)
Notenverteilung der Klausur vom 16.07.2013 (pdf)
 
Einsicht in die Klausur am:  Mi, 24.07., Do 25.07., Mi 31.07., Do 01.08., Mi 07.08. und Do 08.08.2013 von 11 bis 13 Uhr im Sekretariat, MHP, Brook-Taylor-Str. 6, Raum 1'115

Informationen zum Termin und zur Anmeldung für die Nachklausur bitte bei der AG Prof. Sokolov erfragen.
 
 
VL Mo 13-15 NEW 15, 1'201     I. Sokolov, H. Winter  
VL Fr 13-15 NEW 15, 1'201     I. Sokolov, H. Winter  
UE Di 09-11 NEW 14, 1'12    M. Busch, Ch. Schmeltzer  Punktestand der Übungen (pdf)
UE Di 09-11 NEW 14, 1'11   J. Seifert, A. Straube  Punktestand der Übungen (pdf)
UE Di 13-15 NEW 14, 1'12   M. Busch, Ch. Schmeltzer  Punktestand der Übungen (pdf)
UE Di 13-15 NEW 14, 1'11     J. Seifert, A. Straube  Punktestand der Übungen (pdf)
TU Fr 11-13 NEW 14, 1'02   M. Strauß, Ch. Spielvogel  
Merkblatt zur Vorlesung (pdf)
Gruppeneinteilung für die Übung (pdf)
Programm der Vorlesung
08.04.13

1. Einführende Anmerkungen

Elementarladung e, Neutralität durch Ladungskompensation, Erhaltung der Ladung

Relevanz der Elektrizität/Elektrodynamik für das alltägliche Leben und die Technologie

2. Elektrostatik

2.1 Elektrische Ladungen, Coulomb-Gesetz

Reibungselektrizität

Coulomb- und Gravitationskraft

System der Einheiten: cgs-System, SI (MKSA)-System, atomare Einheiten

 

12.04.13

2.2. Das elektrische Feld

Kraft auf Probeladung im Feld einer externen Ladung, Ladungsdichte

Flächenladungsdichte

elektrisches Feld

Feldlinien-Verteilungen einfacher Konfigurationen

"Gaußscher Satz"

Elektrisches Feld vor einer Ebene mit konstanter Flächenladungsdichte


2.3 Potential und Spannung

Arbeit an Einheitsladung, konservative elektrische Felder

Potentielle Energie, Elektronen-Volt (eV)

Beschleunigung von Elektronen

Poisson- Differentialgleichung

Äquipotentialflächen

Beispiele für elektrisches Feld und Potential bei speziellen Ladungsverteilungen (Punktladung, Hohlkugel, Vollkugel, koaxialer Leiter

 

Durchbruchfeldstärke

Feld-Ionen-Mikroskop

2.4 Multipole

Quadrupoltensor

 

2.4.1 Elektrischer Dipol

Feldstärke und Drehmoment

2.5 Leiter im elektrischen Feld

Bildladung, Atom vor Oberfläche

Influenz, Becher-Elektroskop

Funktionsprinzip der Influenzmaschine

Elektrostatischer Motor

Transport von Ladungen

"Van-de-Graaff-Generator"

 

26.04.13

2.5.1 Kapazität

2.5.1.1 Kondensatoren

Platten-Kondensator

Kugel-Kondensator

2.5.1.2 Schaltung von Kondensatoren

Parallel- und Serienschaltung

2.6 Elektrische Energie

 

29.04.13

2.7 Dielektrische Eigenschaften

Mechanismus der Polarisation, dielektrische Verschiebungsdichte

2.7.1 Dynamische Eigenschaften

Oszillierendes Dipolmoment, Resonanz, freie geladene Teilchen, Plasmafrequenz

 

2.8 Elementarladung

"Millikan-Versuch", Computer-Simulation, Bestimmung der Elementarladung

Elektrolyse, Faraday-Konstante

3. Elektrischer Strom

3.1 Ladungstransport

 

Stromstärke, Kontinuitätsgleichung

3.2 Elektrischer Widerstand

Stromdichte, Ladungstransport und Diffusion

Elektrischer Widerstand und Leitwert, spezifischer Widerstand, Spannungsteiler

Ohmscher Widerstand, RC-Glied, Zeitverhalten

RC-Glied, Zeitverhalten, Elektronische Verzögerung

 

10.05.13

3.2.1 Abhängigkeit von der Temperatur

Metalle, Halbleiter

3.3 Elektrische Leistung

3.4 Kirchhoffsche Regeln

Anwendung der Regeln, Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen,

"Wheatstonesche Brücke"

 

13.05.13

3.5 Strommessgeräte, Stromquellen

Galvanische Elemente, "Zitronenbatterie", elektrochemische Spannungsreihe, Spannungsnormal

Bleiakkumulator, Kontaktspannung

 

4. Magnetische Felder

Deutung als relativistischer Effekt

magnetische Feldstärke und Induktion

4.1 Beschreibung magnetischer Felder

Maxwellgleichungen, Magnetfeld eines linearen Leiters, Spule mit N Windungen, Vektorpotential,

Biot-Savart-Gesetz, Anwendung auf linearen Leiter und Kreisleiter, magnetisches Moment,

Bohr'sches Magneton, "Helmholtz-Spulenpaar, "Maxwell-Spule"

 

4.2 Kräfte auf bewegte Ladung

"Lorentz-Kraft", Zyklotronbewegung

Demonstration Fadenstrahlrohr, "Penning-Effekt", Magnet-Massenspektrometer

 

27.05.13

4.2.1 Kraft auf Leiter im Magnetfeld

Definition des Ampere

4.2.2 "Hall-Effekt"

Hall-Sonde, Hall-Widerstand, Quanten-Hall-Effekt

4.3 Magnetismus

Drehmoment

4.3.1 Magnetisierung

Paramagnetismus, Diamagnetismus, Ferromagnetismus

 

31.05.13

Curie-Temperatur (Demonstration)

Mikroskopisches Modell des Ferromagnetismus

Elektromagnet, Magnetfeld in Spule mit ferromagnetischem Kern

4.4 Induktion

"Lenz'sche Regel"

Wirbelströme

 

03.06.13

Vorlesungsprogramm, theoretischer Teil (pdf)

 
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Übersicht über das Vorlesungsprogramm

1. Einführende Anmerkungen

2. Elektrostatik

3. Elektrische Ströme

4. Magnetostatik

5. Zeitlich veränderliche elektromagnetische Felder

6. Elektrotechnische Anwendungen

7. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

 
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Literatur-Empfehlungen zur Vorlesung

1. W. Demtröder
Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik
Springer, Berlin 2013

2. K. Dransfeld, P. Kienle
Physik II, Elektrodynamik und spezielle Relativitätstheorie
Oldenbourg 2002

3. P. A. Tipler
Physik
Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009

4. M. Alonso, E. J. Finn
Physik
Addison-Wesley, Bonn 1994

5. H. Hänsel, W. Neumann
Physik, Elektrizität, Optik, Raum und Zeit
Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1993

6. E. M. Purcell
Berkeley Physik Kurs 2, Elektrizität und Magnetismus
Vieweg 1989

7. L. Bergmann, C. Schaefer
Lehrbuch der Experimentalphysik, Band II: Elektrizität und Magnetismus
de Gruyter 1986

8. W. Nolting
Grundkurs: Theoretische Physik, Band 3: Elektrodynamik
Zimmermann

9. C. Gerthsen, H. O. Kneser
Physik
Springer, Berlin

 

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