Elektromagnetische Feldtheorie (PDF)

Dieses eingeführte, didaktisch hervorragende Lehrbuch vereinigt auch in der 9. Auflage Anschaulichkeit mit außerordentlicher Genauigkeit in der Begriffsbildung und in den Ableitungen. Vermittelt werden die elektromagnetische Feldtheorie und die dafür erforderlichen mathematischen Methoden. Die Maxwell'schen Gleichungen werden vorgestellt und erläutert. Es folgen Ausführungen über Elektrostatik, Strömungsprobleme, Magnetostatik, quasistationäre Felder und elektromagnetische Wellen. Die Autoren behandeln die Anwendung numerischer Methoden wie finite Differenzen, finite Elemente, Randelemente, Ersatzladungsmethoden und Monte-Carlo-Methoden auf feldtheoretische Probleme. Sie geben Ausblicke auf grundlegende Fragen der Physik bis hin zur Quantenmechanik. Ein Anhang widmet sich der speziellen Relativitätstheorie, mit deren Hilfe sich zahlreiche Probleme der elektromagnetischen Feldtheorie leichter lösen lassen, ein weiterer der allgemeinen Relativitätstheorie, die schon heute technische Bedeutung erlangt hat.

In der 9. Auflage wurde ein Kapitel über die Formulierung der Elektrodynamik mit Differentialformen hinzugefügt. Differentialformen erlauben eine besonders übersichtliche und elegante Darstellung der Elektrodynamik.

Der Inhalt

Die Maxwell'schen Gleichungen.- Die Grundlagen der Elektrostatik.- Die formalen Methoden der Elektrostatik.- Das stationäre Strömungsfeld.- Die Grundlagen der Magnetostatik.- Zeitabhängige Probleme I (Quasistationäre Näherung).- Zeitabhängige Probleme II (Elektromagnetische Wellen).- Formulierung der Elektrodynamik mit Differentialformen.- Numerische Methoden.- Anhänge: Elektromagnetische Feldtheorie und Photonenruhemasse.- Magnetische Monopole und Maxwell'sche Gleichungen.- Über die Bedeutung der elektromagnetischen Felder und Potentiale (Bohm-Aharonov-Effekte).- Die Liénard-Wiechert'schen Potentiale.- Das Helmholtz'sche Theorem.- Maxwell'sche Gleichungen und Relativitätstheorie.- Relativitätstheorieund Gravitation, die Allgemeine Relativitätstheorie.

Die Zielgruppen

Ein Buch für Studierende der Ingenieurwissenschaften, aber auch der Physik und anderer Fachrichtungen.

Die Autoren

Professor Dr. rer.nat. Günther Lehner (1931-2021) studierte theoretische Physik an der Universität München. Dann arbeitete er von 1957-1972 an Problemen der thermonuklearen Fusion und Magnetohydrodynamik (TH München, Institut für Plasmaphysik, später Max-Planck-Institut, in Garching, Laboratorio Gas Ionizzati in Frascati bei Rom). 1972 an die Universität Stuttgart berufen leitete er dort das Institut für Theorie der Elektrotechnik bis 1996.

Professor Dr.-Ing. Stefan Kurz studierte Elektrotechnik an der Universität Stuttgart. Er absolvierte 1998-2014 verschiedene berufliche Stationen bei der Robert Bosch GmbH und im akademischen Bereich, unter anderem als Professor für Theoretische Elektrotechnik und numerische Feldberechnung an der Universität der Bundeswehr Hamburg und als "Finland Distinguished Professor" an der TU Tampere. Heute ist er als Senior Chief Expert am Bosch Center for Artificial Intelligence und als Professor für Mathematische Modellierung Elektromagnetischer Felder an der TU Darmstadt tätig.