Wir haben gesehen, wie man aus einigen wenigen fundamentalen Beobachtungen (Coulombkraft, Gesetz
von Biot-Savart und das Induktionsgesetz von Faraday) die Grundgleichungen
der Elektrodynamik ableiten kann. In differentieller Form lauten die Maxwell Gleichungen
Die Aussagen der beiden homogenen Maxwell Gleichungen legen die Struktur der Felder fest. D.h. (i) man beobachtet keine magnetischen Monopole - das Magnetfeld ist frei von Divergenzen - und (ii) elektrische Wirbelfelder können nur durch zeitlich veränderliche Magnetfelder induziert werden. Elektrostatische Felder sind aufgrund des Zentralkraftcharakters der Coulomb Kraft wirbelfrei.
und besitzen i.a. eine komplizierte Funktionalstruktur. Die Material Gleichungen reflektieren die makroskopische Phänomenologie der mikroskopischen Eigenschaften des Mediums, wie z.B. elektrische und magnetische Polarisierbarkeiten oder Ohm'sche Leitfähigkeit. Diese Materialeigenschaften lassen sich nur atomistisch verstehen, also auf der Ebene der Quantentheorie. Für den einfachsten Fall linearer Medien hat man Die Proportionalitätsfaktoren sind i.a. Tensoren, welche die dielektrischen, magnetischen und Ohm'schen Eigenschaften des Mediums beschreiben. Für den Fall isotroper Medien sind Skalare. I.a. sind die Materialeigenschaften orts- und zeitabhängig, bzw ihre Fouriertransformierten abhängig von Frequenz und Wellenlänge einer einfallenden elektromagnetischen Welle.
Es bedeuten: Oberflächenladung und Oberflächenstrom auf der Grenzfläche zwischen den Medien. Das Verhalten der Normal- bzw Tangentialkomponenten der Felder ist z.B. verantwortlich für Phänomene der geometrischen Optik (Brechungsgesetze). H.J. Lüdde |