Registrierungsdatum: 5. September 2008

Beiträge: 1 578

Physikwissen: Physikstudium

Wohnort: Villa Nancago

Beruf: Jäger des verlorenen Schatzes

1

Donnerstag, 4. Februar 2010, 13:29

Feldstärketensor

Da es auf Wikipedia, schlecht wie immer... nicht ausgeführt wird, hier noch was feines über das man einmal nachgedacht haben sollte :)

Ihr kennt ja gewiss den elektromagnetischen Feldstärke Tensor. Wieso sieht dieser eigentlich so aus, wie er aussieht? Wie kommt man darauf *idee*
On a sexy problem sheet there are maximal   \color{red} {  \mathrm{n} + \pi  +  \gamma  + \mathrm{e},  ~ \mathrm{n} \in  \mathbb{N}^{*} points to achieve.

Exercises with transcedent number of points are facultative nuts. As is generally known, nuts are nourishing.
  • Zum Seitenanfang

MacMac

Benutzer

Registrierungsdatum: 26. Juli 2010

Beiträge: 10

Physikwissen: Physikstudium

2

Mittwoch, 28. Juli 2010, 22:30

Ich verstehe Dein Problem nicht ganz. Ich meine welche Form meinst du? Je nachdem in welchen Inertialsystem sieht er anders aus. Ich gehe mal davon aus, dass Du den Feldstärketensor der Form (Heaviside-Lorentz Einheiten)
F^{\mu\nu} = \begin{pmatrix}
   0 & -E_x & -E_y & -E_z  \\ 
   E_x & 0 & -B_z & B_y \\
   E_y & B_z & 0 & -B_x \\
   E_z& -B_y & B_x & 0
\end{pmatrix}
Gehst Du nun in ein anderes Inertialsystem über, so kann dieser ganz anders aussehen. Das Gute ist nun, dass man daran das Transformationsverhalten des elektromagnetischen Feldes ablesen kann. Die \vec{E}- und \vec{B}-Felder sind ja keine Vierervektoren, so dass man nicht direkt sagen kann, wie sie sich unter Lorentztransformationen verhalten, weil sie kein Bestandteil der Minkowski-Metrik sind.

Allgemein ist der elektromagnetische Feldtensor über die Potentiale der Elektrodynamik definiert:
F^{\mu\nu}  = \partial^\mu A^\nu - \partial^\nu A^\mu

Er ist also ein Tensor des Ranges 2, das Transformationsverhalten demnach bekannt. Er ist außerdem so definiert, dass er invariant unter Eichtransformationen ist. Er ist symmetrisch und hat somit 6 unabhängige Komponenten ( wie man oben sieht). Über ihn lassen sich die Maxwellgleichungen in eleganter, kovarianter schreiben.
Alles in Allem ein feines Teil *013*

Hoffe, das hilft Dir weiter (obwohl ich denke, dass Du das wusstest und nur eine Diskussion starten wolltest)
  • Zum Seitenanfang

Öhm

Moderator

Registrierungsdatum: 5. September 2008

Beiträge: 1 578

Physikwissen: Physikstudium

Wohnort: Villa Nancago

Beruf: Jäger des verlorenen Schatzes

3

Mittwoch, 28. Juli 2010, 22:41

"Schon mal darüber nachgedacht" ist ein Quiz-Forum ;)
On a sexy problem sheet there are maximal   \color{red} {  \mathrm{n} + \pi  +  \gamma  + \mathrm{e},  ~ \mathrm{n} \in  \mathbb{N}^{*} points to achieve.

Exercises with transcedent number of points are facultative nuts. As is generally known, nuts are nourishing.
  • Zum Seitenanfang

MacMac

Benutzer

Registrierungsdatum: 26. Juli 2010

Beiträge: 10

Physikwissen: Physikstudium

4

Donnerstag, 29. Juli 2010, 08:54

Achso, das wusste ich nicht. Bin neu hier, jetzt weiß ich es. GEfällt mir aber, so ein Quiz-Forum :thumbup:


Ist das Rätsel wenigstens zur Zufriedenheit gelöst? *nerd*
  • Zum Seitenanfang

Öhm

Moderator

Registrierungsdatum: 5. September 2008

Beiträge: 1 578

Physikwissen: Physikstudium

Wohnort: Villa Nancago

Beruf: Jäger des verlorenen Schatzes

5

Sonntag, 1. August 2010, 12:45

Achso, das wusste ich nicht. Bin neu hier, jetzt weiß ich es. GEfällt mir aber, so ein Quiz-Forum :thumbup:


Kein Problem :)



Ist das Rätsel wenigstens zur Zufriedenheit gelöst? *nerd*


Leider nein. Die Frage hier ist, wie man physikalisch motiviert, dass

F^{\mu\nu}  = \partial^\mu A^\nu - \partial^\nu A^\mu

F^{\nu \mu} = - F^{\mu\nu}

gilt. Also wie man auf dies erstmalig kommt, bzw. warum man das genau so definiert.

Man kann sich das anschaulich wunderbar klar machen und dies geht oft viel zu sehr unter und deshalb habe ich diesen Thread erstellt. Ich bin nämlich der Meinung, dass man solche Zusammenhänge besser veseht und sich besser merken kann, wenn man weiß warum das genau so definiert wurde. *idee*

Gruß
On a sexy problem sheet there are maximal   \color{red} {  \mathrm{n} + \pi  +  \gamma  + \mathrm{e},  ~ \mathrm{n} \in  \mathbb{N}^{*} points to achieve.

Exercises with transcedent number of points are facultative nuts. As is generally known, nuts are nourishing.
  • Zum Seitenanfang

vanhees71

Benutzer

Registrierungsdatum: 24. Juni 2009

Beiträge: 693

Physikwissen: abgeschlossenes Physikstudium

Wohnort: Gießen

Beruf: Postdoc (Theoretische Schwerionenphysik)

6

Sonntag, 1. August 2010, 14:14

Und was ist Deine Antwort? Um diese Formel theoretisch zu begründen braucht man nämlich imho eher recht komplizierte gruppentheoretische Argumente zur Darstellungstheorie der Poincaregruppe.

Es ist klar, daß historisch die Sache empirisch gefunden wurde, und zwar durch die Zusammenfassung fast 100jähriger Forschung in Sachen Elektromagnetismus durch Faraday und Maxwell und der darauffolgenden Analyse hinsichtlich der Raumzeit-Symmetrieeigenschaften der durch die Maxwellgleichungen beschriebenen elektromagnetischen Phänomene durch FitzGerald, Lorentz, Poincare und schließlich Einstein.
Physik-FAQhttp://theory.gsi.de/~vanhees/faq/index.html
  • Zum Seitenanfang

MacMac

Benutzer

Registrierungsdatum: 26. Juli 2010

Beiträge: 10

Physikwissen: Physikstudium

7

Sonntag, 1. August 2010, 15:02

Ja, ich will es auch wissen. Habe in naher Zukunft Prüfung und wenn ich dann mit solch einem tollen WIssen prahlen könnte, wäre ich der König *035* oder so ähnlich... :P
Also ich fand meine Begründung der Invarianz unter Eichtransformationen nicht so schlecht.
  • Zum Seitenanfang

Öhm

Moderator

Registrierungsdatum: 5. September 2008

Beiträge: 1 578

Physikwissen: Physikstudium

Wohnort: Villa Nancago

Beruf: Jäger des verlorenen Schatzes

8

Sonntag, 1. August 2010, 23:18

Und was ist Deine Antwort?


Über das Hamilton'sche Prinzip. Ich war total begeistert, als ich sah, dass man aus dem Prinzip der kleinsten Wirkung den elektromagnetischen Feldstärke Tensor gewinnt. *smonster*

Ziemlich genau so wie man es im Landau-Lifschitz (ich liebe diese Buchreihe :love: *006* ) vorgeführt bekommt *025*

Zusätzlich kann man auch heuristisch toll argumentieren, warum er so aussieht, wobei man bei dem Weg natürlich keine konkrete Vorschrift gewinnt, aber da hilft ja dann Hamilton :)

Gruß
On a sexy problem sheet there are maximal   \color{red} {  \mathrm{n} + \pi  +  \gamma  + \mathrm{e},  ~ \mathrm{n} \in  \mathbb{N}^{*} points to achieve.

Exercises with transcedent number of points are facultative nuts. As is generally known, nuts are nourishing.
  • Zum Seitenanfang

vanhees71

Benutzer

Registrierungsdatum: 24. Juni 2009

Beiträge: 693

Physikwissen: abgeschlossenes Physikstudium

Wohnort: Gießen

Beruf: Postdoc (Theoretische Schwerionenphysik)

9

Montag, 2. August 2010, 09:52

Ok, dann interessiert Dich vielleicht auch der Zugang zur SRT in meinem Mechanikskript. Das ist allerdings für Anfänger eher ungeeignet, weil sehr formal über Gruppentheorie:

http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/mech/node68.html
Physik-FAQhttp://theory.gsi.de/~vanhees/faq/index.html
  • Zum Seitenanfang