Elektrodinamika

Tartalom

1 Töltés, áram, Lorentz-erő 9
1.1 Elektromos tér 10
1.2 Mágneses tér 12
1.3 Lorentz-erő 14
2 Elektrosztatika 17
2.1 Elektrosztatikus tér vákuumban 17
2.1.1 Coulomb-erő 17
2.1.2 Gauss-tétel 19
2.1.3 Az elektrosztatikus tér konzervatív, a potenciál fogalma 21
2.1.4 A potenciál meghatározása; Laplace-Poisson egyenlet 22
2.1.4.1 Elektromos dipólus tere 26
2.1.5 Térenergia 27
2.1.5.1 Pont töltés energiája 29
2.1.5.2 A dipól energiája 30
2.2 Elektrosztatikus tér anyag jelenlétében 31
2.2.1 Fémek az elektrosztatikus térben 31
2.2.1.1 Vezető gömb tere 33
2.2.1.2 Faraday-kalitka 34
2.2.1.3 A görbületi sugár hatása 35
2.2.1.4 Kondenzátor 35
2.2.2 Szigetelők az elektrosztatikus térben 39
2.2.2.1 Polarizáció és járulékos töltések 40
2.2.2.2 D az elektromos eltolás vektora 41
2.2.2.3 Határfeltételek, potenciálegyenlet 41
2.2.2.4 Elektromos szuszceptibilitás 44
2.2.2.5 A polarizáció atomi értelmezése 45
2.2.3 Térenergia anyag jelenlétében 49
3 Magnetosztatika 51
3.1 Magnetosztatikus tér vákuumban 51
3.1.1 Egyenes vezető mágneses tere 51
3.1.2 Ampere-törvény 52
3.1.3 A mágneses tér forrásmentes, vektorpotenciál 54
3.1.4 A vektorpotenciál meghatározása 55
3.1.4.1 A vektorpotenciál divergenciája 57
3.1.4.2 Biot-Savart törvény 58
3.1.4.3 Szolenoid mágneses tere 60
3.1.4.4 Elemi köráram; mágneses dipól 61
3.2 Magnetosztatikus tér anyag jelenlétében 63
3.2.1 Mágnesezettség és járulékos áramok 63
3.2.2 H a mágneses térerősség 65
3.2.3 Határfeltételek, egyenlet a vektorpotenciál meghatározására 66
3.2.4 Mágneses szuszceptibilitás 67
3.3 Az anyag mágneses tulajdonságai 68
3.3.1 Paramágneses jelenség 69
3.3.2 Ferromágneses jelenség 70
3.3.2.1 Ferromágneses anyagok szuszceptibilitása 73
3.3.2.2 Doménszerkezet, technikai mágnesezés 74
3.4 Mágneses tér energiája 76
3.5 Elektromos és mágneses analógiák 81
4 Vezetési jelenségek 83
4.1 Boltzmann-egyenlet 85
4.1.1 Relaxációs idő közelítés 87
4.1.2 Lineáris közelítés 88
4.2 Vezetési törvények homogén anyagban 90
4.2.1 Ohm-törvény 90
4.2.2 Abszolút termofeszültség 91
4.2.3 Fourier-törvény 92
4.2.4 Termoelektromos összefüggések 92
4.2.4.1 Thomson-hő 93
4.3 Vezetési törvények két érintkező anyagra 95
4.3.1 Peltier-effektus 95
4.3.2 Seebeck-effektus 95
4.3.3 Kelvin-relációk 96
4.4 Hali-effektus 96
5 Indukció 99
5.1 Maxwell-egyenletek 99
5.2 Töltésmegmaradás; kontinuitási egyenlet 102
5.3 Faraday indukciótörvénye 103
5.3.1 Nyugalmi indukció 103
5.3.2 Mozgási indukció 104
5.3.3 Egyesített indukciótörvény 105
5.4 Lenz-törvény 106
5.5 Diamágneses jelenség értelmezése 108
5.6 Kölcsönös indukció 109
5.6.1 Önindukció 11
5.6.2 Transzformátor 112
5.7 Áramköri hálózatok elemei 113
5.7.1 Kirchhoff-törvények 114
5.7.1.1 Kirchhoff I. vagy csomópont-törvénye 114
5.7.1.2 Kirchhoff II. vagy hurok-törvénye 114
5.7.2 Passzív elemek 115
5.7.3 Áramkörök egyenlete 116
6 Maxwell-egyenletek általános megoldása 119
6.1 Retardált potenciálok 121
6.1.1 A Green-függvény meghatározása 122
6.1.2 A Lorentz-feltétel kielégítése 124
6.2 Pont töltés tere; Liénard-Wiechert potenciálok 125
6.2.1 Állandó sebességgel mozgó ponttöltés tere 127
6.3 Térenergia 129
6.4 Térimpulzus 131
6.4.1 Elektromágneses tömeg 133
6.5 Elektromágneses tér anyag jelenlétében 134
7 Elektromágneses hullámok, optika 137
7.1 Transzverzális síkhullámok 139
7.1.1 Az elektromágneses hullámok spektruma 141
7.2 Eikonál 141
7.2.1 Fermat-elv 144
7.3 Hullámoptika elemei 147
7.3.1 Interferencia 147
7.3.1.1 Koherencia 148
7.3.2 Elhajlás 149
7.3.2.1 Fresnel-zónák 149
7.3.2.2 Fraunhoffer-féle elhajlási jelenségek 152
7.3.3 Polarizáció 154
7.3.3.1 Kettős törés 158
7.4 Fénysebesség mérése 158
8 A statisztikus mechanika elemei 161
8.1 Liouville tétele 163
8.2 Termodinamikai valószínűség 164
8.3 Allapotösszeg, Boltzmann-faktor 168
8.3.1 Dobozba zárt részecskerendszer állapotösszege 169
8.3.2 Ideális gáz nyomása 170
8.4 A termodinamika statisztikus megalapozása 172
8.5 Maxwell-féle sebességeloszlás 174
8.6 Ekvipartíció-tétel 175
8.6.1 Fajhő 176
8.6.1.1 Gázok mólhője 176
8.6.1.2 Szilárdtestek mólhője 177
9 A klasszikus fizika csődje 179
9.1 Hőmérsékleti sugárzás 179
9.2 Fotoeffektus 185
9.3 Az atomok vonalas színképe 186
9.4 Szilárdtestek fajhője 187
10 Függelék 191
10.1 Fizikai állandók 191
10.1.1 Energiaegység átszámítások 191
10.2 Vektoranalitikai összefüggések, jelölések 192
10.2.1 Integráltételek 192
10.3 Jelölések, mértékegységek 193

Témakörök