Klassische Elektrodynamik WS21/22

                             


Allgemeine Information

  • In dieser Liste (pdf) finden Sie die Ergebnisse der zweiten Modulprüfung der Vorlesung Theoretische Physik 3 am 29.3.2022 (ohne Gewähr).
  • Die 2. Modulprüfung (Nachprüfung, ebenfalls schriftlich) findet am Dienstag, den 29.03.2022 von 10:00 bis 11:30 Uhr nur in dem Hörsaal OSZ H1 statt.
  • Bitte vergessen Sie nicht, Ihren Studierendenausweis zu der Klausur VTH3 mitzubringen. Sie müssen diesen vor Beginn der Klausur und bei der Abgabe der Klausur vorlegen.
  • Am Dienstag, den 05.04.2022 findet die Klausureinsicht 2 von 10:00 bis 13:00 im Hörsaal OSZ H2 statt.
  • In dieser Liste (pdf) finden Sie die Ergebnisse der ersten Modulprüfung der Vorlesung Theoretische Physik 3 am 25.2.2022 (ohne Gewähr).
  • Am Freitag, den 04.03.2022 findet die Klausureinsicht von 10:00 bis 13:00 im großen Physik-Hörsaal _0.111 statt.
  • Für die Modulprüfung VTH 3 am 25. Februar 2022 von 15:30 bis 17:00 Uhr gehen Studierende, deren Nachnamen mit A bis K beginnen, bitte in Raum OSZ H2, Studierende, deren Nachnamen mit L bis T beginnen, bitte in Raum OSZ H3 und alle anderen Studierenden (W bis Y) bitte in Raum OSZ H4.
  • In der folgenden Liste (pdf) können Sie sehen, ob Sie im Wintersemester 2021/22 für die Vorlesung Theoretische Physik 3 (VTH3) die Zulassung zur Modulprüfung erworben haben.
  • In lecture29-30.pdf wurden einige Korrekturen vorgenommen. Bitte verwenden Sie die neue Version, die unten verlinkt ist.
  • Die 1. Modulprüfung (schriftlich, d.h. Klausur) findet am Freitag, den 25. Februar 2022 von 15:30 bis 17:00 Uhr in den Hörsälen OSZ H2, OSZ H3, OSZ H4 und OSZ H5 statt.
  • Bitte vergessen Sie nicht, Ihren Studierendenausweis zu der Klausur VTH3 mitzubringen. Sie müssen diesen vor Beginn der Klausur und bei der Abgabe der Klausur vorlegen.
  • Bitte beachten Sie, dass man sich zu den schriftlichen Modulprüfungen fristgerecht anmelden muss, um an diesen teilzunehmen. Die Information zum Anmeldesschluss finden Sie hier.
  • In der Klausur sind keine Hilfsmittel erlaubt. Außer Stiften und Trinkflaschen müssen alle persönlichen Gegenstände in Ihre Tasche gepackt werden. Smartphones können in der Klausur nicht verwendet werden. Sie müssen während der gesamten Bearbeitungszeit ausgeschaltet bleiben.
  • Zur Erinnerung: Prüfungsstoff der Modulprüfungen ist der gesamte Stoff, welcher in der Vorlesung VTH3 sowie auf den zugehörigen Übungsblättern und in den Tutorien besprochen bzw. behandelt wurde.
  • Am Freitag, den 04.03.2022 findet die Klausureinsicht von 10:00 bis 13:00 im großen Physik-Hörsaal _0.111 statt.
  • OLAT-Wartungszeitfenster - dienstags
    Falls Sie Ihre Übungsblätter elektronisch abgeben wollen, beachten Sie bitte, dass dienstags zwischen 8:30 Uhr und 10:30 Uhr Wartungsarbeiten in OLAT durchgeführt werden. In diesem Zeitraum ist OLAT möglicherweise nicht erreichbar. Da wir uns nicht für die genauen Uhrzeiten des Wartungszeitraums verbürgen können, bitten wir Sie, Ihre Übungsblätter entweder schon spätestens montags oder dienstags deutlich vor 8:00 Uhr elektronisch einzureichen.
  • Zu dieser Vorlesung gibt es einen Kurs „Mathematische Ergänzungen“. Wir empfehlen Ihnen stark diesen zu besuchen.
  • Bitte beachten Sie die Unterweisung zur Teilnahme an der Vorlesung und den Tutorien.
  • Nach aktueller Planung und den aktuellen Informationen von Seiten der Goethe-Universität ist geplant, die Vorlesung und die zugehörigen Tutorien in Präsenz abzuhalten. Zusätzlich ist geplant, Videoaufzeichnungen der einzelnen Vorlesungstermine über die Lernplattform OLAT für die TeilnehmerInnen der Vorlesung zugänglich zu machen. Letzteres setzt jedoch voraus, dass diese Videoaufzeichnungen durch die HRZ Medientechnik und studiumdigitale durchgeführt werden.
  • Bitte prüfen Sie diese webpage regelmässig, für den Fall, dass kurzfristig Änderungen zur Durchführung der Vorlesung und der Tutorien bekanntgegeben werden. Falls sich herausstellen sollte, dass die Durchführung der 3G-Regel durch die Goethe-Universität nicht gewährleistet werden kann (leider haben wir zu diesem Punkt bisher keine belastbaren Informationen) müssten die Vorlesung und die Tutorien kurzfristig online abgehalten werden.
  • Vorlesungsbeginn ist Dienstag, der 19.10.2021.
  • Die Vorlesungen beginnen stets um 10 Uhr s.t.
  • Tutorien beginnen am Montag, den 25.10.2021.
  • Benachrichtigungen und Mitteilungen zur Vorlesung, sowie die Zugangsinformation zum Skript erhalten Sie über das Lernportal OLAT. Loggen Sie sich bitte im OLAT ein und suchen Sie mit der Suchfunktion den Kurs "Klassische Elektrodynamik WS 21/22". Gehen Sie dort auf "Einschreibung" und schreiben Sie sich (ab Mo 18.10.2021) für den Kurs ein. Dort werden auch Videoaufzeichnungen der jeweiligen Vorlesungstermine bereitgestellt.
  • Für die Teilnahme am Übungsbetrieb ist eine Anmeldung für die Vorlesung und das Tutorium notwendig. Schreiben Sie sich bitte (ab Mittwoch, dem 20.10.2021) im OLAT-Portal (olat-ce.server.uni-frankfurt.de) für den Kurs "Klassische Elektrodynamik WS 21/22 - Tutorium" ein; melden Sie sich dazu mit Ihrem HRZ-Account an.
  • Das Skript der Vorlesung stellen wir online, auf der webpage unserer Vorlesung (also hier), zum download zur Verfügung. Siehe unten den Abschnitt "Vorlesungsskript". Hierfür wird allerdings ab der zweiten Vorlesungswoche eine Zugangsinformation benötigt, die wir Ihnen rechtzeitig zusenden werden, wenn Sie sich wie oben angegeben auf dem OLAT Lernportal für die Vorlesung, d.h. für den Kurs "Klassische Elektrodynamik WS 21/22", angemeldet haben.
  • Die Abgabe der Übungsblätter erfolgt jeweils Dienstags bis spätestens 10:15 Uhr. Die Abgabe ist entweder zu Beginn der Vorlesung (in einen der dort bereitgestellten Kästen) möglich, oder alternativ über die Lernplattform OLAT. Für Übungsblätter, die später als Dienstag 10:15 Uhr abgegeben werden, werden keine Punkte vergeben.
  • Falls Sie Ihr Übungsblatt elektronisch einreichen wollen, beachten Sie bitte die folgenden Instruktionen, wie Sie die PDF-Datei Ihres Übungsblattes benennen sollen und wie diese PDF-Datei auf OLAT hochgeladen werden soll: Bitte reichen Sie Ihr Übungsblatt als eine einzige pdf-Datei ein. Bitte wählen Sie als Dateinamen die Nummer des Übungsblattes und Ihren Namen, wie folgt: Übungsblatt_*nr*_*name*.pdf, wobei *nr* und *name* ersetzt werden müssen durch die Nummer des Übungsblattes bzw. Ihren Namen.
      1. Finden Sie bitte auf der OLAT-Webpage des Kurses "Klassische Elektrodynamik - Tutorium" Ihre Gruppennummer und klicken Sie dann auf den Link zur Gruppe.
      2. Auf der neuen Seite sehen Sie dann den Namen des Tutors (der Tutorin) Ihrer Gruppe, und darunter sehen Sie den Namen des Kurses "Klassische Elektrodynamik - Tutorium", bitte klicken Sie auf diesen Link.
      3. Auf der neuen Seite sehen Sie die Liste der Übungsblätter von 1 bis 13.
      4. Sie sollten nun auf dasjenige Übungsblatt klicken, dessen Lösung Sie hochladen möchten.
      5. Oben auf der neuen Seite finden Sie nun den Zeitraum für das Einreichen der Übungsblätter und darunter ein Symbol zum Hochladen Ihrer Lösung; bitte klicken Sie darauf und laden Sie Ihre Lösung hoch.
    Screenshots, die für das Einreichen hilfreich sein könnten, finden Sie hier.
  • Um einen Schein zu erhalten werden mindestens 50% der regulären Gesamtpunkte der Übungsaufgaben benötigt. Pro Übungsblatt gibt es 20 reguläre Punkte und evtl. zusätzliche Bonuspunkte. Es gibt insgesamt 13 Übungsblätter.
  • Details zu den Modulprüfungen (Klausuren) werden in der Vorlesung mitgeteilt. Diese werden in den durch den Fachbereich Physik festgelegten Prüfungszeiträumen stattfinden.

Kurzbeschreibung

  • Mathematische Einführung
  • Historisches und Einheitensysteme
  • Elektrostatik
  • Magnetostatik
  • Elektrische und Magnetische Felder in Materie
  • Elektrodynamik
  • Strahlungsprobleme
  • Kovariante Formulierung der Elektrodynamik

Vorlesungen

ZeitOrt
  Di 10:00 - 11:45     Phys _0.111 
  Fr 10:00 - 11:45     Phys _0.111 

 


Vorlesungsskript

Vorlesung  DatumThemaSkript (pdf)ergänzendes Material
1-2 19.10.2021;
22.10.2021
Vektoranalysis, Koordinatensysteme; Integralsätze, Deltafunktion Vorlesung 1-2 Vorlesung Theoretische Physik 1
3-4 26.10.2021;
29.10.2021
Helmholtz-Theorem, Coulomb- und Gauss-Gesetz, Potential Vorlesung 3-4a
Vorlesung 3-4b
 
5-6 02.11.2021;
05.11.2021
Elektrostatische Energie und Randbedingungen;
SI-Einheit Ampere, Leiter, Kapazität, Green'sches Theorem
Vorlesung 5-6
SI-Einheit Ampere
Elektronen zählen, um Strom zu messen;
Shapiro steps in Josephson junctions
7-8 09.11.2021;
12.11.2021
Randwertprobleme, Bildladungen; orthogonale Funktionensysteme Vorlesung 7-8a
Vorlesung 7-8b
 
9-10 16.11.2021;
19.11.2021
Separation der Variablen, Randwertprobleme in Kugelkoordinaten; Kugelflächenfunktionen, Multipolentwicklung Vorlesung 9-10  
11-12 23.11.2021;
26.11.2021
Multipolentwicklung (Forts.), Ladungsverteilung im externen Feld; Lorentz-Kraft, Biot-Savart-Gesetz Vorlesung 11-12a
Vorlesung 11-12b
 
13-14 30.11.2021;
03.12.2021
Ampere-Gesetz, Vektorpotential, magnetostatische Randbedingungen, magnetische Multipolentwicklung Vorlesung 13-14  
15-16 07.12.2021;
10.12.2021
Magnetisches Moment, Elektrische Felder in Materie Vorlesung 15-16a
Vorlesung 15-16b
 
17-18 14.12.2021;
17.12.2021
Elektrische Felder in Materie (Forts.); Magnetfelder in Materie Vorlesung 17-18a
Vorlesung 17-18b
 
19-20 11.01.2022;
14.01.2022
Magnetfelder in Materie (Forts.); Ohm'sches Gesetz, Induktionsgesetz Vorlesung 19-20a
Vorlesung 19-20b
 
21-22 18.01.2022;
21.01.2022
Maxwell-Gleichungen; Energie und Impuls des elektromagnetischen Feldes Vorlesung 21-22  
23-24 25.01.2022;
28.01.2022
Elektromagnetische Wellen Vorlesung 23-24a
Vorlesung 23-24b
 
25-26 01.02.2022;
04.02.2022
Retardierte Potentiale Vorlesung 25-26a
Vorlesung 25-26b
Could Feynman have said this?
27-28 08.02.2022;
11.02.2022
Lienard-Wiechert Potentiale; Elektromagnetische Strahlung und Hertz'scher Dipol Vorlesung 27-28  
29-30 15.02.2022;
18.02.2022
Spezielle Relativitätstheorie; kovariante Darstellung der Elektrodynamik Vorlesung 29-30  

Übungsblätter

BlattAbgabeThemapdf
1 26.10.2021 Koordinatensysteme und Ableitungen, Vektoranalytische Operationen, Linienintegral und Oberflächenintegral Blatt 1
Musterlösung 1
2 02.11.2021 Das Gauss- und Stokes-Theorem, Rechnen mit der Dirac δ-Funktion, Das Helmholtz-Theorem Blatt 2
Musterlösung 2
3 09.11.2021 Das Coulomb-Gesetz, Das Gauß’sche Gesetz, Arbeit und Energie in der Elektrostatik Blatt 3
Musterlösung 3
4 16.11.2021 Poisson- und Laplace-Gleichung, Green’sche Funktionen, Elektrisches Feld im Kugelkondensator, Elektrostatische Randbedingungen Blatt 4
Musterlösung 4
5 23.11.2021 Zylindrische Leiter und Kapazitäten, Bildladungsmethode, Fourier-Transformation, Separation der Variablen in kartesischen Koordinaten Blatt 5
Musterlösung 5
6 30.11.2021 Laplace-Gleichung in Kugelkoordinaten, Punktladungen in einer leitenden Kugelschale, Idealer Dipol Blatt 6
Musterlösung 6
7 07.12.2021 Elektrischer Quadrupol im Feld einer Punktladung, Lorentz-Kraft, Biot-Savart Gesetz, Ampère’sches Gesetz Blatt 7
Musterlösung 7
8 14.12.2021 Superpositionsprinzip und magnetostatische Randbedingungen, Rotierende Kugel mit Oberfl&aumlchenladung, Mittelwert des elektrischen Feldes in einer Kugel Blatt 8
Musterlösung 8
9 11.01.2022 Weihnachtskugelschale mit ungleichmäßiger Polarisation, Ein Parallelplattenkondensator mit Luftspalt, Kapazität eines Weihnachtskugelkondensators mit Dielektrikum Blatt 9
Musterlösung 9
10 18.01.2022 Magnetische Suszeptibilität und Permeabilität, Magnetischer Dipol in magnetischem Medium, Magnetisches Skalarpotential einer homogen magnetisierten Kugel Blatt 10
Musterlösung 10
11 25.01.2022 Induktionskoeffizienten, Maxwell’scher Verschiebungsstrom, Gespeicherte Energie in einem sich drehenden, geladenen Zylinder Blatt 11
Musterlösung 11
12 01.02.2022 Der Drehimpuls einer magnetisierten und geladenen Eisenkugel, Energieerhaltung in einem Kondensator mit einer beweglichen Platte, Linearkombinationen von sinusförmige Wellen Blatt 12
Musterlösung 12
13 08.02.2022 Bewegung eines geladenen Teilchens in einer elektromagnetischen Welle, Reflexion und Transmission bei schrägem Einfall, Unendlich langer Draht mit linear wachsender Stromstärke Blatt 13
Musterlösung 13

Übungsgruppenkoordinator

Dr. Morad Ebrahimkhas
Raum: 01.234
Sprechstunde: Di. 14:00-16:00


Tutorien

GruppeZeitRaumSprache
1 Mo. 08:00-10:00 Phys. 02.120 Deutsch
2 Mo. 12:00-14:00 Phys. 02.120 Deutsch
3 Mo. 12:00-14:00 Phys. 02.116a+b Deutsch
4 Di. 12:00-14:00 Phys. 02.120 Deutsch
5 Di. 12:00-14:00 Phys. 02.116a+b Deutsch
6 Mi. 08:00-10:00 Phys. 02.114 Deutsch
7 Do. 08:00-10:00 Phys. 02.114 Deutsch
8 Do. 08:00-10:00 Phys. 01.114 Deutsch
9 Fr. 08:00-10:00 Phys. 02.114 Deutsch
10 Fr. 08:00-10:00 Phys. __.101 Deutsch
11 Fr. 08:00-10:00 Phys. 02.116a+b Deutsch
12 Fr. 12:00-14:00 Phys. 01.114 Deutsch

Literatur

AutorTitel
J.D. Jackson Classical Electrodynamics (3rd edition)
D.J. Griffiths Introduction to Electrodynamics (4th edition)
A. Zangwill Modern Electrodynamics
L.D. Landau / E.M. Lifshitz Band 2 und 8
W. Nolting Elektrodynamik