Einführung in die Elektrizitätslehre

I. Meßinstrumente für Strom und Spannung.- Vorbemerkung.- Der elektrische Strom.- Technische Ausführung von Strommessern oder Amperemetern.- Die Eichung der Strommesser oder Amperemeter.- Die elektrische Spannung.- Technischer Aufbau statischer Spannungsmesser oder Voltmeter.- Die Eichung der Spannungsmesser oder Voltmeter.- Stromdurchflossene Spannungsmesser oder Voltmeter.- Einige Beispiele für Ströme und Spannungen verschiedener Größe S..- Stromstöße und ihre Messung.- Schlußbemerkung.- II. Das elektrische Feld.- Grundbeobachtungen. Elektrische Felder verschiedener Gestalt.- Das elektrische Feld im Vakuum.- Die elektrischen Ladungen oder Substanzen.- Feldzerfall durch Materie.- Beweglichkeit der Elektrizitätsatome in Leitern, Unbeweglichkeit in Isolatoren.- Influenz und ihre Deutung.- Sitz der ruhenden Ladungen auf der Leiteroberfläche.- Strom beim Feldzerfall.- Messung elektrischer Ladungen durch Stromstöße.- Die elektrische Feldstärke F.- Proportionalität von Flächendichte der Ladung und elektrischer Feldstärke.- Die Verschiebungsdichte D.- Das elektrische Feld der Erde. Raumladung und Feldgefälle.- Kapazität von Kondensatoren und ihre Berechnung.- Kondensatoren verschiedener Bauart. Dielektrika und ihre Elektrisierung.- III. Kräfte und Energie im elektrischen Feld.- Vorbemerkung.- Der Grundversuch.- Erste Anwendungen der Gleichung K=°q·F.- Druck auf die Oberfläche geladener Körper. Verkleinerung der Oberflächenspannung.- Guerickes Schwebeversuch (1672). Elektrische Elementarladung e=1,60·10-19 Amperesekunden.- Energie des elektrischen Feldes.- Elektrische Niveauflächen und Potential.- Elektrischer Dipol, elektrisches Moment.- Influenzierte und permanent elektrische Momente. Pyro- und piezoelektrische Kristalle.- IV. Kapazitive Stromquellen und einige Anwendungen elektrischer Felder.- Vorbemerkung. Allgemeines über Stromquellen.- Influenzmaschinen.- Kapazitive Stromquellen für sehr hohe Spannungen.- Abschirmung elektrischer Felder; Käfigschutz.- Messung kleiner Zeiten mit Hilfe des Feldzerfalles.- Messung großer Widerstände mit Hilfe des Feldzerfalls S..- Statische Voltmeter mit Hilfsfeld.- V. Materie im elektrischen Feld.- Vorbemerkung.- Begriffsbildung.- Verfahren zur Messung elektrischer Stoffwerte für polare und unpolare Stoffe.- Entelektrisierung. Das elektrische Feld in Hohlräumen.- Polare und unpolare Stoffe in inhomogenen elektrischen Feldern.- Die molekulare elektrische Polarisierbarkeit.- Das permanente elektrische Moment polarer Moleküle.- Elektrostriktion.- VI. Das magnetische Feld.- Herstellung verschieden gestalteter magnetischer Felder durch elektrische Ströme.- Die magnetische Feldstärke ?. Das Magnetometer.- Erzeugung magnetischer Felder durch mechanische Bewegung elektrischer Ladungen.- Auch die Magnetfelder permanenter Magnete entstehen durch Bewegung elektrischer Ladungen.- Zusammenfassung.- VII. Verknüpfung elektrischer und magnetischer Felder.- Vorbemerkung.- Die Induktionserscheinungen.- Herleitung des Induktionsgesetzes mit einer ruhenden Induktionsspule.- Vertiefte Auffassung des Induktionsvorganges. II. Maxwellsche Gleichung.- Die magnetische Spannung eines Leitungsstromes.- Verschiebungsstrom und I. Maxwellsche Gleichung.- Zusammenfassung.- VIII. Kräfte im magnetischen Felde.- Die Kraftflußdichte B.- Die Induktion in bewegten Leitern.- Deutung der Induktion in bewegten Leitern.- Kräfte zwischen zwei parallelen Strömen. Die Lichtgeschwindigkeit c = 3·108m/sek.- Regel von Lenz. Wirbelströme.- Das Kriechgalvanometer. Der Kraftfluß bei verschiedenem Eisenschluß.- Das magnetische Moment M.- Lokalisierung des Kraftflusses und Magnetostatik.- IX. Materie im Magnetfeld.- Vorbemerkung.- Begriffsbildung.- Verfahren zur Messung magnetischer Stoffwerte.- Diamagnetismus, Paramagnetismus, Ferromagnetismus.- Entmagnetisierung. Das Feld in Hohlräumen.- Messung magnetischer Stoffkonstanten.- Die molekulare magnetische Polarisierbarkeit para- und diamagnetischer Stoffe S..- Das permanente magnetische Moment paramagnetischer Moleküle.- Zur atomistischen Deutung diamagnetischer Stoffwerte. Larmor-Präzession.- Zur atomistischen Deutung des Ferromagnetismus.- X. Anwendungen der Induktion, insbesondere induktive Stromquellen und Elektromotoren.- Vorbemerkung.- Induktive Stromquellen.- Elektromotoren. Grundlagen.- Ausführung von Elektromotoren.- Drehfeldmotoren für Wechselstrom.- XI. Trägheit des Magnetfeldes und elektrische Schwingungen.- Die Selbstinduktion und der Selbstinduktionskoeffizient L.- Die Trägheit des Magnetfeldes als Folge der Selbstinduktion.- Induktiver Widerstand.- Quantitatives zum induktiven Widerstand.- Kapazitiver Widerstand.- Transformatoren und Induktoren.- Elektrische Schwingungen.- Einige Anwendungen elektrischer Schwingungen.- XII. Mechanismus der Leitungsströme.- Der Mechanismus der Leitung im Modellversuch.- Zwei Grundtatsachen des Leitungsvorganges.- Unselbständige Leitung in Zimmerluft mit sichtbaren Elektrizitätsträgern. Zur Deutung des Ohmschen Gesetzes.- Unselbständige Leitung in Luft. Ionen als Elektrizitätsträger.- Unselbständige lonenleitung in Zimmerluft. lonenbeweglichkeit. Sättigungsstrom.- Unselbständige Elektrizitätsleitung im Hochvakuum.- Das Atomgewicht des Elektrons nach Beobachtungen an Kathodenstrahlen.- Röntgenlampe und Dreielektrodenrohr.- Elektronenoptik.- Quantitatives zur thermischen Elektronenemission.- Unselbständige Glimmentladung in Gasen. Positive Säule oder Plasma.- Selbständige Glimmentladung in Gasen, Kanalstrahlen.- Anwendungen der selbständigen Entladung in Gasen bei tiefen Drucken, Massenspektrograph.- Bogenentladung.- Zündvorgänge und Stromspannungskurven der selbständigen Entladung.- Leitung in Flüssigkeiten. Allgemeines.- Elektrolytische oder Ionenleitung in wäßrigen Lösungen.- Ladung der Ionen. Faradays Äquivalentgesetz. Spezifische Molekülzahl N.- Das Ohmsche Gesetz bei der elektrolytischen Leitung.- Die Beweglichkeit der Ionen.- Die Überführung.- Technische Anwendungen der Elektrolyse wäßriger Lösungen.- lonenleitung in geschmolzenen Salzen und in unterkühlten Flüssigkeiten (Gläsern).- Leitung in Flüssigkeiten von hohem spezifischem Widerstand.- Leitung in festen Körpern, Allgemeines und Gliederung.- Ionenleitung in Salzkristallen.- Elektrizitätsleitung in Metallen, Grundtatsachen.- Emfluß der Temperatur auf die elektrische Leitfähigkeit der Metalle. Beziehungen zur Wärmeleitung.- Nachweis der Leitungselektronen durch Trägheitskräfte.- Ein atomistisches Bild der metallischen Leitung.- Die Hall-Spannung.- Mischleiter, Übersicht.- Die Unterscheidung von Elektronenüberschuß und Ersatzleitung.- Unselbständige Elektrizitätsleitung in.- Mischleitem. Lichtelektrischer Primärstrom.- Der lichtelektrische Sekundärstrom.- Die Supraleitung der Metalle und Mischleiter.- XIII. Elektrische Felder in der Grenzschicht zweier Substanzen.- Vorbemerkung S..- Die "Reibungselektrizität" zwischen festen Körpern, Doppelschicht, Berührungsspannung.- Berührungsspannungen zwischen einem festen Körper und einer Flüssigkeit.- Doppelschichten in der Grenze zwischen Gasen und Flüssigkeiten.- Die Berührungsspannung oder Galvanispannung zwischen zwei Metallen.- Die Abtrennbarkeit der Elektronen aus Metallen.- Die Voltaspannung zwischen zwei Metallen.- Änderung der Abtrennarbeit durch ein äußeres elektrisches Feld.- Übergangswiderstand zwischen zwei gleichen Metallen. Das Kohle-Mikrophon.- Metalle als Leiter erster Klasse. Thermoelemente.- Peltiereffekt. Lichtelemente.- Elektrolyte als Leiter zweiter Klasse. Chemische Stromquellen. Elemente.- Polarisation bei der elektrolytischen Leitung.- Akkumulatoren.- Unpolarisierbare Elektroden und Elemente. Normalelemente.- Doppelschicht und Oberflächenspannung.- Wirkungsweise der Stromquellen, das Gewicht als ladungstrennende Kraft, Lösungsdruck.- XIV. Die Radioaktivität.- Die radioaktiven Strahlen.- Beobachtung einzelner Elektronen und Ionen.- Bestimmung der spezifischen Molekülzahl N durch Zählen von Molekülen.- Der Zerfall der radioaktiven Atome. Elektrizitätsatome als wesentliche Bausteine der Elemente.- Die Umwandlung von Atomen und die Entdeckung der Positronen und Neutronen.- Rückblick. Die Abhängigkeit der Elektronenmasse von der Geschwindigkeit. Masse und Energie.- XV. Elektrische Wellen.- Vorbemerkungen.- Herstellung hochfrequenter Wechselströme durch ungedämpfte Schwingungen.- Erzwungene elektrische Schwingungen.- Der elektrische Dipol.- Stehende elektrische Drahtwellen zwischen zwei Paralleldrähten.- Die Bedeutung der stehenden elektrischen Drahtwellen. Ausbreitung elektrischer Felder mit Lichtgeschwindigkeit.- Direkte Messung der Geschwindigkeit fortschreitender Drahtwellen.- Der Verschiebungsstrom des Dipols. Die Ausstrahlung freier elektrischer Wellen.- Halbfreie elektrische Wellen. Wellentelegraphie.- Die Wesensgleichheit der elektrischen Wellen und der Lichtwellen. Das gesamte Spektrum elektrischer Wellen.- Eine historische Notiz.- XVI. Das Relativitätsprinzip als Erfahrungstatsache.- Gleichwertige und ausgezeichnete Bezugssysteme in der Mechanik und Akustik.- Einflußlosigkeit der Erdbahnbewegung auf mechanische Beobach tungen.- Elektrische Erscheinungen in bewegten Bezugssystemen.- Die Lorentz-Umformungen.- Umrechnungstafel.- Vergleichende Übersicht über Maße und Einheiten.- Nachwort: Zur Wahl der Einheiten.- Vergleichende Übersicht über die Schreibweise einiger Gleichungen.- Wichtige Konstanten.- Nebenbegriffe.- Periodisches System der Elemente.