Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm
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MP: Theoretische und Mathematische Grundlagen der Physik
MP 10: Poster
MP 10.8: Poster
Dienstag, 8. März 2005, 13:00–16:00, Poster TU B
Einsteins Zugang zur Elektrodynamik und die mechanische Bestimmtheit der Maxwell-Gleichungen — •Peter Enders1 und Dieter Suisky2 — 1Siemens AG, Berlin — 2Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Newtonstr. 15, 12489 Berlin
Für Einstein war die Rolle der Relativbewegung zwischen Magneten und Leiter bei der elektromagnetischen Induktion ein entscheidendes Motiv bei der Entwicklung seines Relativitätsprinzips. Andererseits werden die Maxwellschen Gleichungen üblicherweise neben die Grundgleichungen der Mechanik gestellt, so als hätten beide kaum etwas miteinander zu tun. Zwischen beiden besteht jedoch ein viel engerer Zusammenhang, wie das folgende Theorem zeigt.
Theorem: Wenn es (a) mit Helmholtz ein Vektorfeld F1→(vecx,t) gibt, das die Energie eines Körpers ändert, indem es mit der Kraft K→ 1=q1F1→ wirkt (q1 – Kopplungskonstante zwischen Körper und Feld F1→), und (b) mit Lipschitz ein Vektorfeld F2→(vecx,t), das zwar die Bewegung, nicht aber die Energie eines Körpers beeinflusst, indem es mit der Kraft K2→=q2· v→ × F2→ wirkt (q2 – Kopplungskonstante zwischen K"orper und Feld F2→, v→ – Geschwindigkeit des Körpers), dann genügen die Felder F1→ und F2→ den Maxwell-Lorentz-Gleichungen.
Mithin werden jene weitgehend durch die Mechanik bewegter Ladungen bestimmt.
Zur Begründung werden Eulers Darstellung der Mechanik und ihre speziell-relativistische Verallgemeinerung (Suisky & Enders, diese Konferenz) sowie der Energiesatz benutzt.