Experimentalphysik 2

459 Pages·2017·24.43 MB·German

by  Wolfgang Demtröder

Wolfgang Demtröder
Experimental-
physik 2
Elektrizität und Optik
7. Aufl age
Springer-Lehrbuch
Wolfgang Demtröder
Experimentalphysik 2
Elektrizität und Optik
7., korrigierte und erweiterte Auflage
WolfgangDemtröder
TUKaiserslautern
Kaiserslautern,Deutschland
ISSN0937-7433
Springer-Lehrbuch
ISBN978-3-662-55789-1 ISBN978-3-662-55790-7(eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-662-55790-7
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Vorwort zur siebenten Auflage
In dieser Auflage wird der Aufbau des Lehrbuches im Wesentlichen beibehalten. Dank moderner
Drucktechnikenistesnunmöglich,dieFarbtafeln,diefrüheramEndedesBucheszusammengestellt
waren,indenTextzuintegrierenunddamitdenBezugzudenentsprechendenTextstellendeutlicher
zumachenunddenTextaufzulockern.
FehleroderunklareAusdrucksweiseindervorigenAuflagewurdenverbessert.AucheineReihevon
neuen Abbildungen wurde eingefügt. Einige neuere Entwicklungen der letzten Jahre in der Optik
werdenindieserAuflagediskutiert,damitderLesereinenEindruckvondemrasantenFortschrittder
modernenOptikerhält.
DerAutordanktallenLesern,diedurchihreZuschriftenzurVerbesserungdiesesLehrbuchesbeige-
tragenhaben.BesondersdankeichHerrnPeterStaub,TUWienfürvielehilfreicheKommentareund
Verbesserungsvorschläge.DankgebührtauchFrauEdelhäuser,SpringerVerlag,diedurchIhresach-
kundigeBetreuungdemAutorgeholfenhat,sowieFrauKrokebeile-texpublishingservices,diedas
Layoutgemachthat.ZuletztmöchteichnochmeinerliebenFraudanken,dieimmervielVerständnis
aufgebrachthatfürdieZeit,diefürdieBearbeitungdieserAuflagenötigwarunddiederFamiliedann
fehlte.
DerAutorwünschtsichauchfürdieneueAuflageaufmerksameLeserunderhofft,dassdiesesLehr-
buchzumbesserenVerständnisderPhysikbeitragenkann.
Kaiserslautern,
imAugust2017 WolfgangDemtröder
V
Vorwort zur ersten Auflage
DerhiermitvorgelegtezweiteBanddesvierbändigenLehrbuchsderExperimentalphysik,derdieElek-
trizitätslehreunddieOptikbehandelt,möchtefürdieStudentendeszweiten Semesters eineBrücke
bauenzwischen denin der Schulebereits erworbenen Kenntnissenauf diesenGebieten unddem in
späterenfortgeschrittenenPhysikvorlesungenerwartetenhöherenNiveauderDarstellung.
Wie im ersten Band steht auch hier das Experiment als Prüfstein jedes theoretischen Modells der
Wirklichkeit im Mittelpunkt. Ausgehend von experimentellen Ergebnissen soll deutlich gemacht
werden, wie diese erklärt werden können und zu einem in sich konsistenten Modell führen, das
viele Einzelbeobachtungen in einen größeren Zusammenhang bringt und damit zu einer physi-
kalischen Theorie wird. Die mathematische Beschreibung wird, so weit wie möglich, nachvoll-
ziehbar dargestellt. In Fällen, wo dies aus Platzgründen nicht realisierbar war oder den Rahmen
der Darstellung sprengen würde, wird auf entsprechende Literatur verwiesen, wo der interessier-
te Student nähere experimentelle Details oder eine genauere mathematische Herleitung finden
kann.
DasBuchbeginnt,wieallgemeinüblich,mitderElektrostatik,behandeltdanndenstationärenelek-
trischen Strom und die von ihm erzeugten Magnetfelder. Dabei werden sowohl die verschiedenen
Leitungsmechanismeninfester,flüssigerundgasförmigerMateriediskutiertalsauchdieWirkungen
des elektrischen Stromes und die darauf basierenden Messmethoden. Aufbauend auf den in Band1
erläuterten Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie wird gezeigt, wie in einer relativistischen,
d.h.Lorentz-invariantenDarstellungelektrischesundmagnetischesFeldmiteinanderverknüpftsind.
Zeitlich veränderliche elektrische Felder und Ströme und die daraus resultierenden Induktionser-
scheinungen bilden den Inhalt des vierten Kapitels, in dem auch die Zusammenfassung all dieser
PhänomenedurchdieMaxwell-Gleichungendiskutiertwird.
Um die Bedeutung der bisher gewonnenen Kenntnisse für technische Anwendungen zu unterstrei-
chen, befasst sich Kap.5 mit elektrischen Generatoren und Motoren, mit Transformatoren und
GleichrichtungvonWechselstromundDrehstrom,mitWechselstromkreisen,elektrischenFilternund
Elektronenröhren.
VonbesondererBedeutungfürtechnischeAnwendungen,aberauchfüreingrundlegendesVerständnis
schnellveränderlicherelektromagnetischerFelderundWellensindelektromagnetischeSchwingkrei-
se, die in Kap.6 behandelt werden. Am Beispiel der Abstrahlung des Hertzschen Dipols wird die
Entstehung elektromagnetischer Wellen ausführlich dargestellt, deren Ausbreitung im freien Raum
undinbegrenztenRaumgebieten(WellenleiterundResonatoren)denInhaltvonKap.7bildet.Expe-
rimentelleMethodenzurMessungderLichtgeschwindigkeitschließendasKapitelab.
Kapitel 8, das die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in Materie behandelt, bildet den Über-
gangzurOptik,weilvielederhierdiskutiertenPhänomenebesondersfürLichtwellenvonbesonderer
Bedeutungsind,obwohlsieimgesamtenFrequenzbereichauftreten.
Da die Optik eine zunehmende Bedeutung für wissenschaftliche und technische Anwendungen er-
langt, wird sie hier ausführlicher als in vielen anderen Lehrbüchern behandelt. Nach Meinung des
Autorsstehenwirvoreiner„optischenRevolution“,diewahrscheinlicheineähnlicheBedeutungha-
benwirdwieindenletztenJahrzehntendieelektronischeRevolution.
Für die praktische Optik hat sich für viele Anwendungen die Näherung der geometrischen Optik
bewährt,dieimKap.9als„Lichtstrahlen-Abbildung“erklärtwird,wobeiauchdasVerfahrenderMa-
trizenoptikkurzerläutertwird.
VII
VIII VorwortzurerstenAuflage
InterferenzundBeugungwerdenimmeralswichtigeBestätigungenfürdasWellenmodelldesLichtes
angesehen.InKap.10werdendieGrundlagendieserErscheinungenerläutert,derBegriffderKohä-
renzerklärtundexperimentelleAnordnungen,nämlichdieverschiedenenTypenvonInterferometern
vorgestellt,dieaufderInterferenzvonverschiedenenkohärentenTeilstrahlenbasieren.Umeinetwas
genaueresVerständnisderBeugungserscheinungenzuerreichen,wirdnichtnurdieBeugungvonpar-
allelen Lichtbündeln(Fraunhofer-Beugung)sondernauchdieinderPraxis vielhäufigerauftretende
Fresnel-Beugungbehandelt.
Kapitel11istderDarstellungoptischerGeräteundmoderneroptischerVerfahren,wiederHolographie
undderadaptivenOptikgewidmet.
ImletztenKapitelwirddanndiethermischeStrahlungheißerKörperbehandeltundinsbesondereder
Begriff des schwarzen Strahlers erläutert und das Plancksche Strahlungsgesetz diskutiert, das zum
Begriff des Photonsführte, also den Teilchencharakter des Lichtes wieder deutlich macht, aber vor
allemzueinerkonsistentenSymbiosevonWellen-undTeilchenmodellführt.DieserAspektdernicht
widersprüchlichen, sondern komplementären Darstellung von Wellen- und Teilchenbild wird dann
im dritten Band auf die Beschreibung von Materieteilchen ausgedehnt und bildet die physikalische
GrundlagefürdieQuantentheorie.
DieDarstellungderverschiedenenGebieteindiesemBuchwirddurchvieleBeispieleillustriert.Am
EndejedesKapitelsgibtes eineReihevonÜbungsaufgaben,diedemLeserdieMöglichkeitgeben,
seine Kenntnisse selber zu testen. Er kann dann seine Lösungen mit den im Anhang angegebenen
Lösungenvergleichen.
Vielen Leuten, ohnederen Hilfe das Buch nicht entstanden wäre, schuldeich Dank. Hier ist zuerst
Herr G. Imsieke zu nennen, der durch sorgfältiges Korrekturlesen, Hinweise auf Fehler und viele
VerbesserungsvorschlägesehrzurOptimierungderDarstellungbeigetragenhatundHerrT.Schmidt,
der die Texterfassung übernommen hat. Ich danke Frau A. Kübler, Frau B.S. Hellbarth-Busch und
Herrn Dr. H.J. Kölsch vom Springer-Verlag für die gute Zusammenarbeit und für ihre kompetente
und geduldigeUnterstützung des Autors, der oft die vorgegebenen Termine nicht einhalten konnte.
Frau I. Wollscheid, die einen Teil der Zeichnungen angefertigt hat sowie Frau S. Heider, die das
Manuskript geschrieben hat, sei an dieser Stelle sehr herzlich gedankt. Auch meinen Mitarbeitern,
HerrnEckelundHerrnKrämer,diebeidenComputerausdruckenderAbbildungenbehilflichwaren,
gebührtmeinDank.
BesonderenDankhatmeineliebeFrauverdient,diemitgroßemVerständnisdieEinschränkungender
fürdieFamiliezurVerfügungstehendenZeithingenommenhatunddiemirdurchihreUnterstützung
dieZeitzumSchreibenermöglichthat.
KeinLehrbuchistvollkommen.DerAutorfreutsichüberjedenkritischenKommentar,überHinweise
aufmöglicheFehlerundüberVerbesserungsvorschläge.Nachdemdererste Bandeineüberwiegend
positive Aufnahme gefunden hat, hoffe ich, dass auch der vorliegende zweite Band dazu beitragen
kann,dieFreudeanderPhysikzuweckenundzuvertiefenunddiefortwährendenBemühungenaller
KollegenumeineOptimierungderLehrezuunterstützen.
Kaiserslautern,
imMärz1995 WolfgangDemtröder
Inhaltsverzeichnis
1 Elektrostatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 ElektrischeLadungen;Coulomb-Gesetz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.1 Maßsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 DaselektrischeFeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.1 ElektrischeFeldstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.2 ElektrischerFluss;
LadungenalsQuellendeselektrischenFeldes . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 ElektrostatischesPotential. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.1 PotentialundSpannung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2 Potentialgleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.3 Äquipotentialflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.4 SpezielleLadungsverteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4 Multipole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4.1 DerelektrischeDipol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4.2 DerelektrischeQuadrupol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.3 Multipolentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5 LeiterimelektrischenFeld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5.1 Influenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5.2 Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6 DieEnergiedeselektrischenFeldes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.7 DielektrikaimelektrischenFeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.7.1 DielektrischePolarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.7.2 Polarisationsladungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.7.3 DieGleichungendeselektrostatischenFeldes
inMaterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.7.4 DieelektrischeFeldenergieimDielektrikum . . . . . . . . . . . . . . 27
1.8 DieatomarenGrundlagenvonLadungenundelektrischenMomenten . 28
1.8.1 DerMillikan-Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.8.2 AblenkungvonElektronenundIonen
inelektrischenFeldern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.8.3 MolekulareDipolmomente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.9 ElektrostatikinNaturundTechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.9.1 ReibungselektrizitätundKontaktpotential . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.9.2 DaselektrischeFeldderErde
undihrerAtmosphäre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.9.3 DieEntstehungvonGewittern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.9.4 Kugelblitze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.9.5 ElektrostatischeStaubfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.9.6 ElektrostatischeFarbbeschichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.9.7 ElektrostatischeKopiererundDrucker . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.9.8 ElektrostatischeAufladungundNeutralisierung . . . . . . . . . . . 36
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
IX
X Inhaltsverzeichnis
Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2 DerelektrischeStrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.1 StromalsLadungstransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2 ElektrischerWiderstandundOhm’schesGesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.1 DriftgeschwindigkeitundStromdichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2.2 DasOhm’scheGesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.2.3 BeispielefürdieAnwendungdesOhm’schenGesetzes . . . . . . . 47
2.2.4 Temperaturabhängigkeit deselektrischenWiderstandes
festerKörper;Supraleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3 StromleistungundJoule’scheWärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.4 Netzwerke;Kirchhoff’scheRegeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.4.1 ReihenschaltungvonWiderständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.4.2 ParallelschaltungvonWiderständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.4.3 Wheatstone’scheBrückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.5 MessverfahrenfürelektrischeStröme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.5.1 Strommessgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.5.2 SchaltungvonAmperemetern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.5.3 StrommessgerätealsVoltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.6 IonenleitunginFlüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.7 StromleitunginGasen;Gasentladungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.7.1 Ladungsträgerkonzentration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.7.2 ErzeugungsmechanismenfürLadungsträger . . . . . . . . . . . . . . 59
2.7.3 Strom-Spannungs-Kennlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.7.4 MechanismusvonGasentladungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.7.5 VerschiedeneTypenvonGasentladungen . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.8 Stromquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.8.1 InnenwiderstandeinerStromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.8.2 GalvanischeElemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.8.3 Akkumulatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.8.4 VerschiedeneTypenvonBatterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.8.5 Brennstoffzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
2.9 ThermischeStromquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.9.1 Kontaktpotential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.9.2 DerSeebeck-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.9.3 ThermoelektrischeSpannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
2.9.4 Peltier-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.9.5 ThermoelektrischeKonverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.9.6 ThomsonEffekt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3 StatischeMagnetfelder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.1 Permanentmagnete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.2 MagnetfelderstationärerStröme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.2.1 MagnetischerKraftflussundmagnetischeSpannung . . . . . . . . 82
3.2.2 DasMagnetfeldeinesgeradenStromleiters . . . . . . . . . . . . . . 83
3.2.3 MagnetfeldimInnereneinerlanggestrecktenSpule . . . . . . . . 83
3.2.4 DasVektorpotential. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Inhaltsverzeichnis XI
3.2.5 Das magnetische Feld einer beliebigen Stromverteilung;
Biot-Savart-Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.2.6 BeispielezurBerechnungvonmagnetischenFeldern
speziellerStromanordnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.3 KräfteaufbewegteLadungenimMagnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.3.1 KräfteaufstromdurchflosseneLeiterimMagnetfeld . . . . . . . . 90
3.3.2 KräftezwischenzweiparallelenStromleitern . . . . . . . . . . . . . 91
3.3.3 ExperimentelleDemonstrationderLorentzkraft . . . . . . . . . . . 91
3.3.4 Elektronen-undIonenoptikmitMagnetfeldern . . . . . . . . . . . 92
3.3.5 Hall-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.3.6 DasBarlow’scheRadzurDemonstration
der„Elektronenreibung“inMetallen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.4 ElektromagnetischesFeldundRelativitätsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.4.1 DaselektrischeFeldeinerbewegtenLadung. . . . . . . . . . . . . . 95
3.4.2 Zusammenhangzwischenelektrischem
undmagnetischemFeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.4.3 RelativistischeTransformationvonLadungsdichte
undStrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.4.4 Transformationsgleichungen
fürdaselektromagnetischeFeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.5 MaterieimMagnetfeld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.5.1 MagnetischeDipole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.5.2 MagnetisierungundmagnetischeSuszeptibilität . . . . . . . . . . . 102
3.5.3 Diamagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.5.4 Paramagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.5.5 Ferromagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.5.6 Antiferro-,FerrimagneteundFerrite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.5.7 FeldgleichungeninMaterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.5.8 Elektromagnete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.6 DasMagnetfeldderErde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4 ZeitlichveränderlicheFelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.1 Faraday’schesInduktionsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.2 Lenz’scheRegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.2.1 DurchInduktionangefachteBewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.2.2 ElektromagnetischeSchleuder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.2.3 MagnetischeLevitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.2.4 Wirbelströme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.3 SelbstinduktionundgegenseitigeInduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.3.1 Selbstinduktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.3.2 GegenseitigeInduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
4.4 DieEnergiedesmagnetischenFeldes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.5 DerVerschiebungsstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
4.6 Maxwell-GleichungenundelektrodynamischePotentiale . . . . . . . . . . 129
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133