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public/S2/ExPhyII/VL/ExIIVL1.light.html

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+<div>
+  <p>ExPhy II<br>Vorlesung 1<br>16.04.2025<br>Jonas Hahn</p>
+  <h2>Inhaltsverzeichnis</h2>
+  <div>Organisatorisches <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>Behandelte Themen <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>Literatur <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>0. Einleitung <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>0.1 Vektroranalysis <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>0.2 Anfaenge der Elektrodynamik <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>1. Elektrostatik <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>1.1 Ladung und Coulomb Gesetz <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <div>1.1.1 Zusammenfassung historischer Beobachtungen <span style="display: inline-block;"></span> ⁠1</div>
+  <h2>Organisatorisches</h2>
+  <h3>Behandelte Themen</h3>
+  <ol>
+    <li value="0">Einleitung 1VL</li>
+    <li>Elektrostatik (ohne zeitliche Veraenderung) 5VL</li>
+    <li>Elektrischer Strom 3VL</li>
+    <li>Statische Magnetfelder 3VL</li>
+    <li>Zeitlich veraendlerliche Felder 4VL</li>
+    <li>Maxwell Gleichungen 1VL</li>
+    <li>Elektrodynamische Schwingungen und Wechselstrom 3VL</li>
+    <li>Elektromagnetische Wellen 3VL</li>
+    <li>Kurzer Einblick in Relativitaet 2VL</li>
+  </ol>
+  <h3>Literatur</h3>
+  <ul>
+    <li>Demtroeder, Experimentalphysik II</li>
+    <li>Fuer mathematische Grundlagen: Elektrodynamik - Eine Einfuehrung, Griffin</li>
+  </ul>
+  <h2>0. Einleitung</h2>
+  <ul>
+    <li>ExPhy II behandelt die Grundlagen der Statik und Dynamik von elektrischen Ladungen, Magnetfeldern und elektromagnetischen Wellen</li>
+    <li>
+      <p>Ein Grossteil der Elektrostatik &amp; Elektrodynamik kann in den sogenannten <strong>Maxwell-Gleichungen</strong> zusammengefasst werden</p>
+      <div></div>
+      <p>wobei <span style="display: inline-block;"></span>. Hier steht S fuer Statik und D fuer Dynamik.</p>
+      <p>Zusaetlich wird die <strong>Lorentzkraft</strong></p>
+      <p>dafuer genutzt.</p>
+    </li>
+  </ul>
+  <p>In dieser Vorlesung naehern wir und dem Verstaendnis dieser Gleichungen langsam.</p>
+  <ul>
+    <li>Maxwell Gleichungen Gl. 1 sind die grundlegenden Axiome der Elektrodynamik</li>
+    <li>Im statischen Fall (<span style="display: inline-block;"></span> aendern sich nicht mit der Zeit) entkoppeln die Gleichungen die <span style="display: inline-block;"></span> und <span style="display: inline-block;"></span></li>
+    <li>Elektrizitaet und Magnetismus sind getrennt solagne Stroeme und Ladungen statisch sind</li>
+  </ul>
+  <p>Unterschied zwischen ruhenden und bewegten Ladungen wird anhand Lorentzkraft Gl. 1 klar.</p>
+  <p>Rechte-Handregel:<br><span style="display: inline-block;"></span><br><span style="display: inline-block;"></span><br><span style="display: inline-block;"></span></p>
+  <h3>0.1 Vektroranalysis</h3>
+  <p><span style="display: inline-block;"></span> sind Vektorfelder, d.h an jedem Raumpunkt ist ein Vektor spezifiziert.<br>Divergenz eines Vektorfeldes ist Skalarprodukt vom Nabla-Operator <span style="display: inline-block;"></span> mit dem Vektorfeld</p>
+  <p>diese trifft eine Aussage ueber das "Auseinanderdriften" oder die Quellstaerke an einem Punkt.</p>
+  <p>Die Rotation ist als Vektorprodukt des Nabla-Operators mit einem Vektorfeld definiert</p>
+  <p>sie stellt den Grad der "Verwirberlungen oder die Wirbelstaerke eines Feldes am einem Punkt dar.</p>
+  <p>Der Gradient einer skalaren Funktion <span style="display: inline-block;"></span> besteht aus den drei partiellen Ableitungen</p>
+  <p>Weitere Deteils und Anwendnungen auf <span style="display: inline-block;"></span> &amp; <span style="display: inline-block;"></span> Vektorfelder in Uebung &amp; Vorlesung.</p>
+  <h3>0.2 Anfaenge der Elektrodynamik</h3>
+  <p>Geschicktlich fielen drei Phaenomene der Elektrodynamik auf, ohne dass Zusammenhaenge dazwischen erahnt wurden.</p>
+  <ol>
+    <li>Licht</li>
+    <li>Elektrizitaet</li>
+    <li>Magnetismus</li>
+  </ol>
+  <p>Diese wurden von verschiedenen Personen zu verschiedenen Zeiten entdeckt.</p>
+  <ul>
+    <li>Erste Gesetzmaessigketen des Lichts (Licht nimmt immer den kuerzesten Weg): Heron v. Alexandrea (ca. 60 n.Chr.)</li>
+    <li>Elektrizitaet: Thales von Milet (600 n. Chr.), geriebener Bernstein (griechisch: "electron") zieht leichte Koerper an</li>
+    <li>Magnetismus: Petrus Peregrinu (1269) fuehrte erste Beobachtungen zu magnetischen Feldlinien durch</li>
+    <li>Gilbert (1544-1605) erkannte wichtigen Unterschied zu <span style="display: inline-block;"></span> &amp; <span style="display: inline-block;"></span> Feldern: Magnete rufen Drehwirkung hervor, elektrische Kraft aeussert sich als Anziehungs-Kraft</li>
+  </ul>
+  <p>Fuer weitere geschichtliche Entwicklung z.B. siehe Geschichte der Elektrizitaet, H. Bortias</p>
+  <h2>1. Elektrostatik</h2>
+  <h3>1.1 Ladung und Coulomb Gesetz</h3>
+  <h4>1.1.1 Zusammenfassung historischer Beobachtungen</h4>
+  <ol>
+    <li>Es existieren zwei verschiedene Ladungen (+,-), diese koennen durch ihre kraftwirkung aufeinander und Ablenkung in elektischen Feldern unterschieden werden</li>
+    <li>Ladungen gleichen Vorzeichens stossen sich ab. Ladungen mit unterschiedlichen Vorzeichen ziehen sich an (<strong>Unterschied</strong> zur immer attraktiven Gravitation)</li>
+    <li>Ladungen sind an Teilchen gebunden, insbesondere Elektronen (<span style="display: inline-block;"></span>) und Protonen (<span style="display: inline-block;"></span>) dessen Ladung sich nicht mit der Geschwindigkeit aendert</li>
+    <li>Ladung der Elektronen und Protonen stellt die kleinste frei beobachtete Ladungen dar (Ausnahmen stellen kurzlebige Teilchen dar)</li>
+  </ol>
+</div>