Elektrodynamik und Optik - Fachbereich Physik der Universität ...

4 Experimentalphysik 2 für Biologen & Chemiker
5.3.12 Drehmoment auf Leiterschleifen und Magnete: Elektromotor 67
5.3.13 Die Einheit der Stromstärke, das Ampere, ist über die Kraftwirkung zweier paralleler gerader
Leiter definiert 68
5.3.14 Magnetischer Fluss 69
5.3.15 Maxwell-Gleichungen für zeitlich konstante Felder 69
5.4 Magnetodynamik 71
5.4.1 Magnetische Induktion 71
5.4.2 Induktionsspannung und Faraday’sches Gesetz 72
5.5 Magnetismus in Materie 75
5.5.1 Materie im Magnetfeld 75
5.5.2 Magentisches Dipolmoment eines Elektrons: das Bohr’sche Magneton 75
5.5.3 Magnetisierung 77
5.5.4 Magnetische Suszeptibilität 77
5.5.5 Diamagnetismus 78
5.5.6 Paramagnetismus 78
5.5.7 Ferromagnetismus 79
5.6 Wechselstrom und Drehstrom 81
5.6.1 Erzeugung von Wechselstrom durch eine sich drehende Spule im Magnetfeld 81
5.6.2 Ein Drehstrom hat eine höhere Leistungsdichte 84
5.6.3 Transformatoren wandeln Wechselspannungen ohne Leistungsverlust von einer
Eingangsspannung in eine (andere) Ausgangsspannung 85
5.7 Elektrische Bauelemente in Gleich- und Wechselstromkreisen 87
5.7.1 Ein- und Abschaltvorgänge in Gleichstromkreisen 87
5.7.1.1 Widerstand beim An- und Abschalten einer Gleichspannungsquelle 87
5.7.1.2 Kondensator beim An- und Abschalten einer Gleichspannungsquelle 88
5.7.1.3 Spule beim An- und Abschalten einer Gleichspannungsquelle 88
5.7.2 Gleichstromwiderstände versch. Bauelemente in Gleichstromkreisen 89
5.7.2.1 Ohm’scher Widerstand bei Gleichstrom 89
5.7.2.2 Widerstand eines Kondensators bei Gleichstrom 89
5.7.2.3 Widerstand einer Spule bei Gleichstrom 89
5.7.3 Wechselstromwiderstände = Impedanzen versch. Bauelemente in Wechselstromkreisen 89
5.7.3.1 Ohm’scher Wechselstromwiderstand 89
5.7.3.2 Wechselstromwiderstand eines Kondensators 90
5.7.3.3 Wechselstromwiderstand einer Spule 91
5.7.4 Verschaltung von Wechselstromwiderständen 91
5.8 Halbleiterbauelemente: Dioden (und Transistoren) 93
5.9 Thermische Effekte in Leitern 94
5.9.1 Erzeugung einer Thermospannung als Folge des Seebeck-Effektes 94
5.9.2 Der Peltier-Effekt ist die Umkehrung der thermoelektrischen Spannungserzeugung 96
6 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen – Überleitung zur
Optik 97
6.1 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen 97
6.1.1 Harmonische Schwingung in einem geschlossenen LC-Schwingkreis 97
6.1.2 Gedämpfte harmonische Schwingung in einem LCR-Kreis 100
6.1.3 Erzwungene gedämpfte harmonische Schwingung in einem LCR-Kreis 100
6.1.4 Vergleich zwischen mechanischen und elektromagnetischen Größen 101
6.1.5 Gekoppelte Schwingkreise verhalten sich wie gekoppelte mechanische Pendel 101
6.1.6 Abstrahlung transversaler elektromagnetischer Wellen von einem offenen Schwingkreis:
Hertz’scher Dipol 102
6.1.7 Stehende elektromagnetische Wellen bilden sich im Dipol aus, wenn dessen Länge ein
Vielfaches der halben Wellenlänge der EM-Welle beträgt. 104
6.1.8 Ablösen der elektromagnetischen Wellen vom Dipol 105
6.1.9 Kategorisierung elektromagnetischer Wellen nach ihrer Frequenz bzw. Wellenlänge 108
6.1.10 Durchdringungsvermögen und Absorption von elektromagnetischen Wellen 113
6.1.11 Reflexion und Interferenz elektromagnetischer Wellen 114
6.1.12 Brechung von elektromagnetischen Wellen 115
6.1.13 Prisma 116
6.1.14 (Innere) Totalreflexion 116