Experimentalphysik II (Elektrodynamik, Optik, Relativität)

Sommersemester 2023
Dozent: Prof. Dr. André Schöning
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SS23-PEP2
424 Teilnehmer/innen

Inhalt

Vorläufige Gliederung der PEP2-Vorlesung; diese kann sich im Laufe des Semesters noch leicht verändern.

  • KW Apr 17 - V1,V2

Elektrostatik
Elektrische Ladung
Elektrostatische Phänomene, Influenz
Coulombsches Gesetz

Elektrisches Feld
Elektrischer Fluß
Gaußsches Gesetz
Felder in Leitern
Faraday Käfig
Erste Maxwell Gleichung

 

  • KW Apr 24 - V3,V4

Elektrisches Potential
Coulombpotential
Wirbelfreiheit des E-Feldes
Elektrische Spannung
Grundgleichung Elektrostatik

Poisson- und Laplacegleichung
Felder geladener Leiter
Elektrischer Dipol

 

  • KW Mai 1 - --,V5

(Tag der Arbeit, keine Vorlesung)

Kondensatoren
Parallel- und Reihenschaltung
Energie des elektrischen Feldes

 

  • KW Mai 8 - V6,V7

Elektrostatik in Materie
Permitivität, Suszeptibilität
Dielektrische Verschiebung
Verhalten an Grenzflächen
Feldenergie in Materie

Elektrische Gleichströme
Strom und Stromdichte
Elektrischer Widerstand
Ohmsches Gesetz, Leitfähigkeit
Stromkreise, Kirchhoffsche Regeln

 

  • KW Mai 15 - V8,V9

Elektrische Leistung
Transport elektrischer Energie
Strom- und Spannungsquellen
Galvanische Elemente
Thermische Stromquellen

Magnetostatik
Magnetische Kraft, Dipolmagnet
Magnetfelder, Lorentzkraft
Zyklotronfrequenz
Magnetische Dipole
Hall-Effekt, Hallspannung
Magnetfelder von Strömen
Magnetometer
Kräfte zwischen Leitern
Amperedefinition

 

  • KW Mai 22 - V10,V11

Grundgleichungen der Magnetostatik
Quellenfreiheit des B-Feldes
Zweite Maxwellgleichung
Amperesches Durchflutungsgesetz
Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters
Magnetfeld einer Spule
Biot-Savart-Gesetz
Feld eines magn. Dipols

Materie im Magnetfeld
Magnetisierung, H-Feld
Dia-, Para-, Ferromagnetismus
Magnetische Suszeptibilität
Relative Permeabilität

 

  • KW Mai 29 - --,V12

(Pfingmontag keine Vorlesung)

Weissche Bezirke, Curie-Gesetz
Hysterese, Remanenz, Koerzitivkraft
Feldgleichungen in Materie
Felder an Grenzflächen
Toroidmagnet mit Luftspalt

 

  • KW Juni 5 -   V13,V14 

Induktion und elektromagnetische Wechselfelder
Magnetische Induktion
Faradaysches Induktionsgesetz
Dritte Maxwellsche Gleichung
Lenzsche Regel
Generatoren
Induktivität und Selbstinduktion
Induktivität einer Spule


Verschiebungsstrom
Ampere-Maxwell-Gesetz
Vierte Maxwellsche Gleichung

 

  • KW Juni 12 - V15,V16

Schaltvorgänge und Wechselfelder
Induktivität im Stromkreis
Auf- und Entladen eines Kondensators
R,L,C im Wechselstromkreis
Wirk- und Blindleistung
Effektivwerte von Strom und Spannung
Komplexe Darstellung von Wechselstromkreisen
Wechselstromwiderstände, Impedanzen
Zeigerdiagramme

RLC-Schwingkreis
Transformator (unbelastet)
Elektrischer und magnetische Feldenergie

 

  • KW Juni 19 - V17,V18

Elektromagnetische Wellen
Gekoppelte Schwingungen, Schwebung
Harmonische, ebene Wellen
Superposition, Interferenz
Fourierreihe, Fourierintegral
Fouriertransformation

Wellengleichung
Wellenpakete
Phasen- und Gruppengeschwindigkeit
Elektromagnetische Wellengleichung
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
Struktur von EM-Wellen
Polarisation

 

  • KW Jun 26 - V19,V20

Erzeugung von EM-Wellen, Hertzscher Dipol
Energietransport in EM-Wellen
Wellenvektor, Poynting-Vektor

Abstrahlungscharakteristik des Hertzschen Dipols
Elektromagnetisches Spektrum

 

  • KW Juli 3 - V21,V22

Wellenoptik
Wellennatur des Lichts
Beugung und Interferenz
Huygensches Prinzip
Beugung an Spalt und Doppelspalt
Kohährenz
Fraunhofer-Beugung

Reflexion und Brechung
Lichtausbreitung, Fermatsches Prinzip
Polarisation, Polarisationsfilter
Polarisation durch Streuung
Fresnelsche Formeln, Brewsterwinkel
Doppelbrechung
Dispersion und Prismenwirkung

 

  • KW Jul 10 - V23,V24

Optische Abbildungen
Linsengesetz und Gaußsche Abbildung
Einfache Anwendungen
Dicke Linsen, Hauptebenen
Abbildungsfehler
Linsensysteme

Spezielle Relativitätstheorie
Galilei-Transformationen
Verletzung der Galilei-Transformationen
Michelson-Morley-Experiment
Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

 

  • KW Jul 17 - V25,V26

Relativitätsprinzip und die Folgen
Relativität der Gleichzeitigkeit
Zeitdilatation
Längenkontraktion

Lorentztransformationen
Geschwindigkeitsadditionstheoreme
Relativistische Dynamik
Relativistscher Impuls
Relativistische kinetische Energie
Relativistische Energie
Energie-Impuls-Beziehung
Vereinheitlichung von Elektrizität und Magnetismus

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