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HTML
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HTML
<!DOCTYPE HTML>
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<html lang="en" class="sidebar-visible no-js light">
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<head>
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<!-- Book generated using mdBook -->
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<meta charset="UTF-8">
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<title>shiroa</title>
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<!-- Custom HTML head -->
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<!-- Put your customized HTML <head> meta here. -->
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<meta name="description" content="ExPhy IIVorlesung 116.04.2025Jonas HahnInhaltsverzeichnisOrganisatorisches 1Behandelte Themen 1Literatur 10. Einleitung 10.1 Vektroranalysis 10.2 Anfaenge der Elektrodynamik 11. Elektrostatik 11.1 Ladung und Coulomb Gesetz 11.1.1 Zusammenfassung historischer Beobachtungen 1OrganisatorischesBehandelte ThemenEinleitung 1VLElektrostatik (ohne zeitliche Veraenderung) 5VLElektrischer Strom 3VLStatische Magnetfelder 3VLZeitlich veraendlerliche Felder 4VLMaxwell Gleichungen 1VLElektrodynamische S">
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<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
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<meta name="theme-color" content="#ffffff" />
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<link rel="stylesheet" href="/theme/css/variables.css">
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<link rel="stylesheet" href="/theme/css/general.css">
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<link rel="stylesheet" href="/theme/css/chrome.css">
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<!-- Fonts -->
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<link rel="stylesheet" href="/theme/FontAwesome/css/font-awesome.css">
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<!-- Custom theme stylesheets -->
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<style>
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.typst-app { position: relative; }
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</style>
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<script>
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/// https://segmentfault.com/a/1190000016574288
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(function () {
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var ie = !!(window.attachEvent && !window.opera);
|
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var wk = /webkit\/(\d+)/i.test(navigator.userAgent) && RegExp.$1 < 525;
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var fn = [];
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var run = function () {
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for (var i = 0; i < fn.length; i++) fn[i]();
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};
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var d = document;
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d.ready = function (f) {
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if (!ie && !wk && d.addEventListener) return d.addEventListener('DOMContentLoaded', f, false);
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if (fn.push(f) > 1) return;
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if (ie)
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(function () {
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try {
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d.documentElement.doScroll('left');
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run();
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} catch (err) {
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setTimeout(arguments.callee, 0);
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||
}
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})();
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else if (wk)
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var t = setInterval(function () {
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if (/^(loaded|complete)$/.test(d.readyState)) clearInterval(t), run();
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}, 0);
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};
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})();
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window.captureStack = function() { }
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</script>
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<script id="shiroa-js" type="module" src="/internal/shiroa.js"></script>
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<script>
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window.typstRerender = () => { };
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||
window.typstChangeTheme = () => { };
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var typstBookJsLoaded = new Promise((resolve, reject) => {
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document.getElementById('shiroa-js').addEventListener('load', resolve);
|
||
document.getElementById('shiroa-js').addEventListener('error', reject);
|
||
});
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var rendererWasmModule = fetch('/internal/typst_ts_renderer_bg.wasm');
|
||
window.typstBookJsLoaded = typstBookJsLoaded;
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||
window.typstRenderModuleReady = typstBookJsLoaded.then(() => {
|
||
var typstRenderModule = window.typstRenderModule =
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||
window.TypstRenderModule.createTypstRenderer();
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||
return typstRenderModule
|
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.init({
|
||
getModule: () => rendererWasmModule,
|
||
}).then(() => typstRenderModule);
|
||
}).catch((err) => {
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||
console.error('shiroa.js failed to load', err);
|
||
});
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</script>
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</head>
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<body>
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<div id="body-container">
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<!-- Provide site root to javascript -->
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<script>
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var path_to_root = "/";
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window.typstPathToRoot = path_to_root;
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||
var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "ayu" : "light";
|
||
</script>
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<!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
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<script>
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||
// reserved util next major release
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try {
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localStorage.removeItem('mdbook-theme');
|
||
localStorage.removeItem('mdbook-sidebar');
|
||
} catch (e) { }
|
||
try {
|
||
var theme = localStorage.getItem('shiroa-theme');
|
||
var sidebar = localStorage.getItem('shiroa-sidebar');
|
||
|
||
if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
|
||
localStorage.setItem('shiroa-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
|
||
}
|
||
|
||
if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
|
||
localStorage.setItem('shiroa-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
|
||
}
|
||
} catch (e) { }
|
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</script>
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<script>
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window.getTypstTheme = function getTypstTheme() {
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var _theme;
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try { _theme = localStorage.getItem('shiroa-theme'); } catch (e) { }
|
||
if (_theme === null || _theme === undefined) { _theme = default_theme; }
|
||
window.typstBookTheme = _theme;
|
||
return _theme;
|
||
}
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||
window.isTypstLightTheme = function isLightTheme(theme) {
|
||
return theme === 'light' || theme === 'rust';
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||
}
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var theme = getTypstTheme();
|
||
// todo: consistent theme between html and typst
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var html = document.querySelector('html');
|
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html.classList.remove('no-js')
|
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html.classList.remove('light')
|
||
html.classList.add(theme);
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html.classList.add('js');
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</script>
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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<script>
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var html = document.querySelector('html');
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var sidebar = null;
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if (document.body.clientWidth >= 800) {
|
||
try { sidebar = localStorage.getItem('shiroa-sidebar'); } catch (e) { }
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sidebar = sidebar || 'visible';
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} else {
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||
sidebar = 'hidden';
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||
}
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html.classList.remove('sidebar-visible');
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html.classList.add("sidebar-" + sidebar);
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</script>
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<nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
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<div class="sidebar-scrollbox">
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<ol class="chapter"><li class="chapter-item expanded affix "><li class="part-title">Introduction</li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="/S2/ExPhyII/VL/ExIIVL1.html" class="active"><strong aria-hidden="true">1.1.</strong> Installation</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><div><strong aria-hidden="true">1.2.1.</strong> Drafting chapter</div></li></ol></li></ol></li></ol>
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</div>
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<div id="sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle"></div>
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</nav>
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<!-- Track and set sidebar scroll position -->
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<script>
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var sidebarScrollbox = document.querySelector('#sidebar .sidebar-scrollbox');
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||
sidebarScrollbox.addEventListener('click', function (e) {
|
||
if (e.target.tagName === 'A') {
|
||
sessionStorage.setItem('sidebar-scroll', sidebarScrollbox.scrollTop);
|
||
}
|
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}, { passive: true });
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||
var sidebarScrollTop = sessionStorage.getItem('sidebar-scroll');
|
||
sessionStorage.removeItem('sidebar-scroll');
|
||
if (sidebarScrollTop) {
|
||
// preserve sidebar scroll position when navigating via links within sidebar
|
||
sidebarScrollbox.scrollTop = sidebarScrollTop;
|
||
} else {
|
||
// scroll sidebar to current active section when navigating via "next/previous chapter" buttons
|
||
var activeSection = document.querySelector('#sidebar .active');
|
||
if (activeSection) {
|
||
activeSection.scrollIntoView({ block: 'center' });
|
||
}
|
||
}
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</script>
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<div id="page-wrapper" class="page-wrapper">
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<div class="page">
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<!-- Put your customized page header here. --> <div id="menu-bar-hover-placeholder"></div>
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<div id="menu-bar" class="menu-bar sticky">
|
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<div class="left-buttons">
|
||
<button id="sidebar-toggle" class="icon-button" type="button" title="Toggle Table of Contents"
|
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aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="sidebar">
|
||
<i class="fa fa-bars"></i>
|
||
</button>
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<button id="theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme"
|
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aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false"
|
||
aria-controls="theme-list">
|
||
<i class="fa fa-paint-brush"></i>
|
||
</button>
|
||
<ul id="theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
|
||
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="light">Light</button></li>
|
||
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="rust">Rust</button></li>
|
||
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="coal">Coal</button></li>
|
||
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="navy">Navy</button></li>
|
||
<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="ayu">Ayu</button></li>
|
||
</ul>
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<button id="search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search. (Shortkey: s)"
|
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aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="S"
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aria-controls="searchbar">
|
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<i class="fa fa-search"></i>
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</button>
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</div>
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||
<h1 class="menu-title">shiroa</h1>
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<div class="right-buttons">
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<a href="https://github.com/Myriad-Dreamin/shiroa" title="Git repository" aria-label="Git repository">
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<i id="git-repository-button" class="fa fa-github"></i>
|
||
</a>
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</div>
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</div>
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<div id="search-wrapper" class="hidden">
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||
<form id="searchbar-outer" class="searchbar-outer">
|
||
<input type="search" id="searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..."
|
||
aria-controls="searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
|
||
</form>
|
||
<div id="searchresults-outer" class="searchresults-outer hidden">
|
||
<div id="searchresults-header" class="searchresults-header"></div>
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<ul id="searchresults">
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</ul>
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</div>
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</div>
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<!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
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<script>
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document.getElementById('sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
|
||
document.getElementById('sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
|
||
Array.from(document.querySelectorAll('#sidebar a')).forEach(function (link) {
|
||
link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
|
||
});
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</script>
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<div id="content" class="content">
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<main>
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<script>
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let appContainer = document.currentScript && document.currentScript.parentElement;
|
||
window.typstBookJsLoaded.then(() => {
|
||
window.typstBookRenderHtmlPage("/S2/ExPhyII/VL/ExIIVL1", appContainer);
|
||
});
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</script><div class="typst-preload-content" style="display: none"><div>
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||
<p>ExPhy II<br>Vorlesung 1<br>16.04.2025<br>Jonas Hahn</p>
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<h2>Inhaltsverzeichnis</h2>
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<div>Organisatorisches <span style="display: inline-block;"></span> 1</div>
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||
<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>
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<h2>Organisatorisches</h2>
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<h3>Behandelte Themen</h3>
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<ol>
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<li value="0">Einleitung 1VL</li>
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<li>Elektrostatik (ohne zeitliche Veraenderung) 5VL</li>
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<li>Elektrischer Strom 3VL</li>
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||
<li>Statische Magnetfelder 3VL</li>
|
||
<li>Zeitlich veraendlerliche Felder 4VL</li>
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<li>Maxwell Gleichungen 1VL</li>
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<li>Elektrodynamische Schwingungen und Wechselstrom 3VL</li>
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<li>Elektromagnetische Wellen 3VL</li>
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<li>Kurzer Einblick in Relativitaet 2VL</li>
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</ol>
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<h3>Literatur</h3>
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<ul>
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<li>Demtroeder, Experimentalphysik II</li>
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<li>Fuer mathematische Grundlagen: Elektrodynamik - Eine Einfuehrung, Griffin</li>
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</ul>
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<h2>0. Einleitung</h2>
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<ul>
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<li>ExPhy II behandelt die Grundlagen der Statik und Dynamik von elektrischen Ladungen, Magnetfeldern und elektromagnetischen Wellen</li>
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<li>
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<p>Ein Grossteil der Elektrostatik & Elektrodynamik kann in den sogenannten <strong>Maxwell-Gleichungen</strong> zusammengefasst werden</p>
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<div></div>
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<p>wobei <span style="display: inline-block;"></span>. Hier steht S fuer Statik und D fuer Dynamik.</p>
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<p>Zusaetlich wird die <strong>Lorentzkraft</strong></p>
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<p>dafuer genutzt.</p>
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</li>
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</ul>
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<p>In dieser Vorlesung naehern wir und dem Verstaendnis dieser Gleichungen langsam.</p>
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||
<ul>
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||
<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>
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||
</ul>
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||
<p>Unterschied zwischen ruhenden und bewegten Ladungen wird anhand Lorentzkraft Gl. 1 klar.</p>
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<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>
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<h3>0.1 Vektroranalysis</h3>
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<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>
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<p>diese trifft eine Aussage ueber das "Auseinanderdriften" oder die Quellstaerke an einem Punkt.</p>
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<p>Die Rotation ist als Vektorprodukt des Nabla-Operators mit einem Vektorfeld definiert</p>
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||
<p>sie stellt den Grad der "Verwirberlungen oder die Wirbelstaerke eines Feldes am einem Punkt dar.</p>
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<p>Der Gradient einer skalaren Funktion <span style="display: inline-block;"></span> besteht aus den drei partiellen Ableitungen</p>
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<p>Weitere Deteils und Anwendnungen auf <span style="display: inline-block;"></span> & <span style="display: inline-block;"></span> Vektorfelder in Uebung & Vorlesung.</p>
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<h3>0.2 Anfaenge der Elektrodynamik</h3>
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<p>Geschicktlich fielen drei Phaenomene der Elektrodynamik auf, ohne dass Zusammenhaenge dazwischen erahnt wurden.</p>
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<ol>
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<li>Licht</li>
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<li>Elektrizitaet</li>
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<li>Magnetismus</li>
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</ol>
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<p>Diese wurden von verschiedenen Personen zu verschiedenen Zeiten entdeckt.</p>
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<ul>
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<li>Erste Gesetzmaessigketen des Lichts (Licht nimmt immer den kuerzesten Weg): Heron v. Alexandrea (ca. 60 n.Chr.)</li>
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<li>Elektrizitaet: Thales von Milet (600 n. Chr.), geriebener Bernstein (griechisch: "electron") zieht leichte Koerper an</li>
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||
<li>Magnetismus: Petrus Peregrinu (1269) fuehrte erste Beobachtungen zu magnetischen Feldlinien durch</li>
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<li>Gilbert (1544-1605) erkannte wichtigen Unterschied zu <span style="display: inline-block;"></span> & <span style="display: inline-block;"></span> Feldern: Magnete rufen Drehwirkung hervor, elektrische Kraft aeussert sich als Anziehungs-Kraft</li>
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||
</ul>
|
||
<p>Fuer weitere geschichtliche Entwicklung z.B. siehe Geschichte der Elektrizitaet, H. Bortias</p>
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<h2>1. Elektrostatik</h2>
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<h3>1.1 Ladung und Coulomb Gesetz</h3>
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<h4>1.1.1 Zusammenfassung historischer Beobachtungen</h4>
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<ol>
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<li>Es existieren zwei verschiedene Ladungen (+,-), diese koennen durch ihre kraftwirkung aufeinander und Ablenkung in elektischen Feldern unterschieden werden</li>
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||
<li>Ladungen gleichen Vorzeichens stossen sich ab. Ladungen mit unterschiedlichen Vorzeichen ziehen sich an (<strong>Unterschied</strong> zur immer attraktiven Gravitation)</li>
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||
<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>
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||
<li>Ladung der Elektronen und Protonen stellt die kleinste frei beobachtete Ladungen dar (Ausnahmen stellen kurzlebige Teilchen dar)</li>
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||
</ol>
|
||
</div>
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</div>
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</main>
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<nav class="nav-wrapper" aria-label="Page navigation">
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||
<!-- Mobile navigation buttons -->
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<div style="clear: both"></div>
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</nav>
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</div>
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</div>
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<nav class="nav-wide-wrapper" aria-label="Page navigation">
|
||
</nav>
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</div>
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<script src="/internal/elasticlunr.min.js"></script>
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<script src="/internal/mark.min.js"></script>
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<script src="/internal/searcher.js"></script>
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||
<script src="/internal/svg_utils.js"></script>
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<script src="/theme/index.js"></script>
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</div>
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</body>
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</html> |