Aufgabe 19:
(Magnetische Dipolmomente)
a) Drücken Sie das magnetische Diplomoment eines ebenen
geschlossenen Stromfadens mit Hilfe der umschlossenen Fläche aus
(
).
b) (Gyromagnetisches Verhältnis) Gegeben seien N (bewegte) Punktladungen
mit gleichem
Verhältnis zwischen Ladung und Masse,
qi/Mi = e/M. Die Stromdichte
lautet dann
Aufgabe 20:
(Photon-Energie-Impuls) Ein Strahl von Photonen bewege sich in
-Richtung (
,
Photonfrequenz,
Energie
eines Photons, n Photonenzahl pro cm3, cPhotonengeschwindigkeit). Für den Impuls
eines Photons nutze
man den Ansatz
.
Bestimmen Sie die
Energiestromdichte (Energiefluss pro Fläche) und die Impulsdichte
des Strahls. Man berechne p
mit Hilfe der Annahme, dass zwischen diesen beiden Größen dieselbe
Beziehung wie für elektromagnetische Felder besteht.
Aufgabe 21:
(Strahlungsdruck, Intensität) Gegeben sei eine linear polarisierte
ebene elektromagnetische Welle
Zusatzaufgabe:
(Spannungstensor)
a) Leiten Sie analog zur Vorlesung (siehe Gl. 4.30) die
Impulsbilanzgleichung her, wenn neben der Lorentzkraft weitere
mechanische Kräfte auf die Ladungsträger wirken.
b) Wenden Sie das Ergebnis auf folgendes Problem an: Im Abstand hvor einem unendlich ausgedehnten (geerdeten) leitenden Halbraum
(x<0) befindet sich eine fixierte Punktladung q. Man berechne mit
Hilfe des Spannungstensors die Kraft, mit der die Ladung auf den
Halbraum wirkt. Man vergleiche dies mit der Kraft auf die
Spiegelladung von q. Mit welcher Kraft muss man die Punktladung
festhalten, um eine Bewegung zu verhindern?