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Theoretische Physik für Studierende des Lehramts 2

Elektrodynamik und Spezielle Relativitätstheorie

  • Peter Schmüser

Part of the Springer-Lehrbuch book series (SLB)

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages I-XII
  2. Peter Schmüser
    Pages 73-90
  3. Peter Schmüser
    Pages 91-117
  4. Peter Schmüser
    Pages 135-161
  5. Peter Schmüser
    Pages 163-176
  6. Peter Schmüser
    Pages 177-197
  7. Back Matter
    Pages 199-258

About this book

Introduction

Die Grundlagen der Elektrodynamik und Speziellen Relativitätstheorie werden in systematischer Weise eingeführt. Dabei stehen die physikalischen Prinzipien im Vordergrund und nicht so sehr die mathematischen Methoden, um Studierenden, deren zweites Fach nicht die Mathematik ist, einen leichteren Zugang zur Theorie zu bieten. Didaktische Anmerkungen und praxisnahe Übungsaufgaben helfen hierbei. Ausführlichere Rechnungen finden sich in den Anhängen des Buches. Es wird konsequent das Internationale Einheitensystem verwendet, um mit den Lehrbüchern der Experimental- und Schulphysik kompatibel zu sein.

Wichtige physikalische Begriffsbildungen werden ausführlich diskutiert und mit einer Vielzahl von Abbildungen illustriert: beispielsweise das Konzept des elektrischen Feldes und die Unterscheidung zwischen Fern- und Nahwirkung, die Rolle der Felder E und B sowie D und H oder die Bedeutung des Verschiebungsstroms. Querverbindungen zur Quantentheorie sind die Eichinvarianz und der Aharonov-Bohm-Effekt.

In der Relativitätstheorie werden folgende Themen behandelt: Inertialsysteme, Lorentz-Transformation, Zeitdilatation und Zwillingsparadoxon (mit Beispielen), Addition von Geschwindigkeiten, relativistische Masse und Energie, Doppler-Effekt, Vierervektoren, Anwendungen in der Beschleuniger- und Elementarteilchenphysik. Die enge Verknüpfung der elektromagnetischen Erscheinungen mit der Relativitätstheorie wird herausgearbeitet. Besonders wichtig ist die Erkenntnis, dass die Lorentz-Kraft als relativistische Ergänzung der Coulomb-Kraft gedeutet werden kann.

Im letzten Kapitel wird ein Ausblick auf die Dirac-Gleichung gegeben als relativistische Verallgemeinerung der Schrödinger-Gleichung. Die fundamentalen neuen Vorhersagen werden diskutiert: Existenz der Antiteilchen, Spin 1/2 und anomales magnetisches Moment des Elektrons.

Keywords

Dirac-Gleichung Elektrodynamik Lehramtsstudium Lehrbuch Elektrodynamik für das LA Lehrbuch Relativitätstheorie für das LA Lehrbuch Theoretische Physik für das LA Magnetismus Relativitätstheorie

Authors and affiliations

  • Peter Schmüser
    • 1
  1. 1.DESYHamburgGermany

Bibliographic information

Industry Sectors
Electronics
Aerospace
Oil, Gas & Geosciences