Elektrodynamik 



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die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines elek- 

 trischen oder magnetischen Zustands (die 

 ja beide nur vereint vorkommen knnen) 

 gleich dem Verhltnis der elektromagneti- 

 schen und der elektrostatischen Stromeinheit. 

 Da nun Maxwell insbesondere die Licht- 

 bewegung als einen elektromagnetischen Vor- 

 gang auffat, so erklren die Hauptglei- 

 chungen die schon vor Maxwell bekannte 

 fundamentale Tatsache, da jenes Ver- 

 hltnis mit der Lichtgeschwindigkeit im 

 Aether bereinstimmt. Findet die Aus- 

 breitung nicht im Aether, sondern in einem 

 Isolator mit der Dielektrizitts-Konstante e 

 statt (/ ist in Isolatoren stets sehr nahe 

 = 1), so ergibt die obige Bezeichnung fr 

 den Brechungsexponenten elektromagneti- 

 scher Wellen die Maxwellsche Beziehung" 

 n 2 = , die allerdings keineswegs immer 

 durch die Erfahrung besttigt wird, es auch 

 nicht kann, da ja diese Beziehung nicht die 

 Abhngigkeit des Brechungsexponenten von 

 der "Wellenlnge enthlt, also nicht die 

 Dispersion zur Darstellung bringt. In 

 dieser Hinsicht hat die einfache Theorie von 

 Maxwell naturgem Erweiterungen er- 

 fahren mssen. 



Sehr wichtig sind die Energieverhltnisse 

 des elektromagnetischen Feldes. Um im 

 Medium von der Dielektrizittskonstante e 

 das elektrostatische Feld vom Betrag (5 



herzustellen, ist pro Volumeinheit eine Arbeit 



e (2 

 aufzuwenden von der Gre 9 ; man gelangt 



LI 



zu diesem Ausdruck, wenn man die oben 

 beschriebene Verschiebung einer fiktiven 

 Ladung, die das Feld erzeugt, betrachtet, 

 Nach der Vorstellung Maxwells ist nun 

 die bei diesem Vorgang geleistete Arbeit im 

 Dielektrikum (als Spannung im Aether und 

 elastische Verrckung der gebundenen Elasti- 

 zitten des Isolators) aufgespeichert, so da 

 dessen Volumeinheit die elektrische Energie 

 f 2 e 



Feld von einem Energiestrom durchzogen 

 werden; dieser Energiestrom steht allent- 

 halben senkrecht sowohl auf der elektrischen 



als auch auf der magnetischen Kraft und 

 ist darzustellen durch einen Vektor , der, 

 in vektorieller Schreibweise, gegeben ist 

 durch 



= $] 

 Die in der Zeiteinheit durch ein Flchen- 

 element d strmenden Energieist dann gleich 

 n d, wenn n die Komponente des Vektors 

 in der Richtung der Flchennormale be- 

 deutet. Der von Poynting (1884) einge- 

 fhrte Vektor heit Energieflu oder 

 Strahl vektor (letztere Bezeichnung knpft 

 an das Fortschreiten der Energie einer 



Lichtwelle 

 Strahls an) 



in der Richtung des Licht- 

 Der Sinn von ist derart, da 

 die Vektoren (, , in der genannten 

 Reihenfolge ein Rechtsschraubensystem bil- 

 den. 



Die Poyntingsche Vorstellung von der 



Energiestrmung im 



elektromagnetischen 



enthlt. Analog ist eine magnetische Ener- 

 gie vorhanden," die pro Volumeinheit den 

 Betrag besitzt 



!*&_ m 



2 _ 2 

 Somit ist im Raumelement dS die gesamte 

 elektromagnetische Energie 



2-( ( 2 + // 2 ) dS = i((EB + &) dS 



enthalten. Wird nun dieses Integral er- 

 streckt ber einen Raum S, in dem sich 

 keine Energiequellen befinden, dann kann 

 sich dessen Energieinhalt offenbar nur da- 

 durch ndern, da Energie durch seine 

 Oberflche hindurchstrmt. Es mu des- 

 halb das nichtstatische elektromagnetische 



Feld" hat die lteren Vorstellungen von der 

 Energiebertragung in bedeutendem Mae 

 modifiziert. Ein gerader stromdurchflossener 

 Draht entwickelt in seiner Umgebung ein 

 elektrisches Feld parallel zur Drahtachse 

 und ein magnetisches Feld, das in konzen- 

 trischen Kreisen um den Draht verluft. 

 Folglich steht S berall auf der Drahtober- 

 flche senkrecht und ist nach auen gerich- 

 tet, wenn der Draht (infolge von Induktions- 

 wirkungen) Stromquelle ist, dagegen nach 

 innen, wenn elektrisches Feld und Strom 

 gleichgerichtet sind. Im ersten Fall strmt 

 also die Energie aus dem Drahtinnern in 

 den Auenraum, im letzten aus dem Auen- 

 raum in das Drahtinnere, wo sie in Joulesche 

 Wrme usw. umgewandelt wird. In der 

 Stromquelle (das eben Gesagte gilt z. B. 

 auch fr ein galvanisches Element) strmt 

 also die Energie aus der Leitungsbahn 

 heraus, gleitet dicht an den Leitern (nur 

 hier sind @ und betrchtlich) entlang zu 

 den Verbrauchsapparaten, wo sie wieder in 

 die Leitungsbahn hineinstrmt, um dort in 

 andere Energieformen umgesetzt zu werden. 

 Fliet in einem Leiter Wechselst nun. so 

 strmt die Energie seines magnetischen Feldes 

 abwechselnd von ihm weg in die weitere 

 Umgebung und wieder zu ihm zurck. Ist 

 die In ihm entwickelte Joulesche Wrme 

 zu vernachlssigen und wird die Energie 

 nicht anderweitig (z. B. in einem Trans- 

 formator) abgefangen, so wird die gesamte 

 Energiemenge, welche in einer Halbperiode 

 die Leitoberflche verlie, in der nchsten 

 Halbperiode wieder zurckgegeben, voraus- 

 gesetzt, da die Frequenz des Wechselstroms 

 niedrig ist. Anders bei hoher Wechselzahl; 

 dann knnen sozusagen die vom Leiter ent- 



