Aufgabensammlung Elektrodynamik

Igor N. Toptygin ist Professor im Institut für Theoretische Physik an der Staatlichen Polytechnischen Universität in Sankt Petersburg, Russland. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in der Astrophysik und der Quantenelektrodynamik. Professor Toptygin ist Autor zahlreicher Lehrbücher zur Theoretischen Physik, die von ihm in russischer und englischer Sprache im Original veröffentlicht und ebenfalls in Übersetzungen in deutscher Sprache erschienen sind.Vladimir V. Batygin war Professor im Institut für Theoretische Physik an der Staatlichen Polytechnischen Universität in Sankt Petersburg, Russland.

• Vorwort zur zweiten deutschen Auflage vVorwort zur vierten russischen Auflage vii1 Mathematische Methoden der Elektrodynamik 11.1 Vektor- und Tensoralgebra 11.2 Vektoranalysis 91.3 Spezielle Funktionen der mathematischen Physik 141.3.1 Zylinderfunktionen 141.3.2 Kugelflächenfunktionen 181.3.3 Diracsche Delta-Funktion 201.3.4 Fouriertransformation 261.4 Antworten und Lösungen 272 Elektromagnetische Erscheinungen im Vakuum 392.1 Elektrostatik 392.2 Magnetostatik 482.3 Die Maxwellschen Gleichungen. Das freie elektromagnetische Feld 562.4 Antworten und Lösungen 643 Spezielle Relativitätstheorie 853.1 Relativitätsprinzip und Lorentz-Transformationen 853.2 Vierervektoren und Vierertensoren 983.2.1 Tensortransformationen 983.2.2 Duale Tensoren 993.3 Die Gleichungen der Elektrodynamik in vierdimensionaler Form 1033.4 Antworten und Lösungen 1074 Relativistische Mechanik 1374.1 Kinematik relativistischer Teilchen 1374.2 Bewegung geladener Teilchen in elektromagnetischen Feldern 1514.3 Antworten und Lösungen 1605 Emission und Streuung elektromagnetischer Wellen 2055.1 Allgemeine Theorie. Strahlung von nichtrelativistischen Systemen 2055.1.1 Hertzscher Vektor und Strahlung einer Antenne 2085.2 Strahlung relativistischer Teilchen 2155.2.1 Strahlung bei Teilchenstößen 2185.2.2 Strahlung bei Zerfällen und Umwandlungen von Teilchen 2195.3 Wechselwirkung geladener Teilchen mit Strahlung 2265.3.1 Die Kraft der Strahlungsdämpfung 2265.3.2 Streuung elektromagnetischer Wellen durch Teilchen 2295.4 Antworten und Lösungen 2336 Grundlagen der Quantentheorie der Emission und Streuung von Photonen 2776.1 Quantentheorie des freien elektromagnetischen Feldes 2776.2 Emission und Absorption des Lichts durch Atome 2846.3 Antworten und Lösungen 2897 Elektrostatik der Leiter und Dielektrika 3017.1 Polarisation der Materie im elektrischen Gleichfeld 3017.2 Grundbegriffe und Methoden der Elektrostatik 3067.3 Energie und Kräfte im elektrostatischen Feld 3127.3.1 Energie und thermodynamische Potentiale 3127.3.2 Kräfte 3157.3.3 Der Spannungstensor 3157.4 Antworten und Lösungen 3188 Stationärer Strom und magnetisches Feld in Materie 3398.1 Elektrische Leitfähigkeit und stationärer Strom 3398.2 Magnetfeld in Materie 3458.2.1 Gleichungen und Grenzbedingungen 3458.2.2 Ferromagnetika und spontane Magnetisierung. Skalarpotential 3468.3 Energie und Kräfte in der Magnetostatik 3498.3.1 Thermodynamische Potentiale 3498.3.2 Kräfte im Magnetfeld 3528.4 Magnetische Eigenschaften von Supraleitern 3558.4.1 Grundlegende experimentelle Befunde 3558.4.2 Thermodynamik der Supraleiter 3588.4.3 Phänomenologische Magnetostatik der Supraleiter 3598.5 Antworten und Lösungen 3629 Elektromagnetische Feldgleichungen in Materie 3819.1 Maxwellsche Gleichungen und Materialgleichungen. Kausalitätsprinzip und Dispersionsrelationen 3819.1.1 Maxwellsche Gleichungen 3819.1.2 Kausalitätsprinzip 3859.2 Energetische Beziehungen für elektromagnetische Wechselfelder 3939.2.1 Dissipation der elektromagnetischen Energie 3939.2.2 Feldenergie im transparenten dispersiven Medium 3949.3 Magnetische Oszillationen und magnetische Resonanz 3969.3.1 Paramagnetika 3969.3.2 Ferromagnetika 3979.4 Antworten und Lösungen 40010 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen 41910.1 Wellen in isotropen Medien. Reflexion und Brechung von Wellen 41910.1.1 Eigenschwingungen in einem isotropen Medium 41910.1.2 Gruppengeschwindigkeit 42010.1.3 Reflexion und Brechung von Wellen an der Grenze zweier Medien 42210.1.4 Die Grenzbedingung von Leontowitsch 42410.2 Ebene Wellen in anisotropen und gyrotropen Medien 43010.2.1 Anisotrope Medien 43010.2.2 Gyrotrope Medien 43110.3 Streuung elektromagnetischer Wellen an makroskopischen Körpern. Beugung 43510.4 Kohärenz und Interferenz 43810.4.1 Korrelationstensor des Feldes. Kohärenzzeit und Kohärenzlänge 43810.4.2 Einfluss der zeitlichen und räumlichen Kohärenz auf die Interferenz von Wellen 44110.4.3 Gegenseitige Kohärenzfunktion und Interferenzkontrast 44410.4.4 Das Konzept der Holographie 44710.5 Antworten und Lösungen 45311 Strahlung schneller Teilchen in Materie 48311.1 Erzeugung von Eigenschwingungen durch einen gegebenen Strom in homogenen Medien 48311.1.1 Einführung 48311.1.2 Berechnung der von einem gegebenen Strom erzeugten Feldenergie 48411.1.3 Dispersionsrelationen für Eigenmoden 48511.1.4 Spektrale Strahlungsdichte 48711.2 Strahlung in inhomogenen Medien 49411.2.1 Übergangsstrahlung 49411.2.2 Übergangsstrahlung von Oberflächenwellen 49811.2.3 Polarisationsbremsstrahlung 49911.3 Antworten und Lösungen 502Literaturnachweis 519Stichwortverzeichnis 527