Raum und Zeit sowie elektromagnetische Wellen bilden zusammen mit elektrischen Elementarladungen, das Grundgerüst des physikalischen Weltbildes. In der einheitlichen Feldtheorie wird zwischen dem elektromagnetischen Umfeld einer elektrischen Ladung und ihrem Strahlungsfeld unterschieden, wobei elektrische Ladungen Spezialfälle alternierender elektrischer Quellpunkte sind.
Aus diesen elektrischen Punktladungen sind elementare Teilchen aufgebaut, so dass sowohl Massen als auch magnetische Momente elementarer Teilchen nur Bewegungseffekte ihrer elektrischen Quellpunkte sind. Die nukleare und atomare Kraft sind wie auch die gravitative und träge Kraft elektromagnetisch zu erfassen.
Inhaltsverzeichnis
1 Mathematische Grundlagen
1.1 Vektoren
1.1.1 Tensorielles Produkt zweier Vektoren
1.1.2 Vektorielles Produkt zweier Vektoren
1.1.3 Spatprodukt
1.1.4 Mehrfaches Vektorprodukt
1.1.5 Nabla-Operator
1.2 Felder
1.2.1 Äquipotentiallinien (Isolinien)
1.2.2 Feldlinien (Isoklinen)
1.2.3 Differentialgleichung als Feld
2 Grundlagen der Mechanik
2.1.1 Ort
2.1.2 Zeit
2.1.3 Geschwindigkeit
2.1.4 Kraft
2.1.5 Energie
2.1.6 Impuls
2.1.7 Drehmoment
2.1.8 Drehimpuls
3 Elektrodynamik
3.1 Elektrische Ladungen
3.2 Elektromagnetische Feldgleichungen
3.2.1 Integralform der Maxwellschen Gleichungen
3.2.2 Materialbeziehungen
3.2.3 Differentialform der Maxwellschen Gleichungen
3.2.4 Tensorielle Darstellung der Elektrodynamik
3.2.5 Energiedichte und Strahlungsleistung
3.2.6 Elektromagnetische Kraft
3.2.7 Äquivalenz von kinetischer Energie und Masse
3.3 Photonen
3.3.1 Querschnitt eines Photons
3.3.2 Elektromagnetisches Feld eines Photons
3.3.3 Energie eines Photons
3.3.4 Drehmoment auf eine oszillierende Punktladung
3.3.5 Trägheitsmoment eines Photons
3.3.6 Drehimpuls eines Photons
3.3.7 Berechnung der Planckschen Konstante
3.3.8 Leistungsdichte zweier Photonen
3.3.9 Optische Auflösungsgrenze
3.3.10 Ortsabhängiger Brechungsindex
3.4 Dopplereffekt
3.4.1 Bewegter Sender
3.4.2 Bewegter Empfänger
3.5 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in bewegten Medien
3.5.1 Der Versuch von Fizeau
3.6 Elementarteilchen
3.6.1 Elementare Nahfeldkräfte
3.6.2 Massen und Radien elementarer Teilchen
3.6.3 Feinstrukturkonstante
3.6.4 Materiewellen
3.6.5 Compton-Effekt
3.6.6 Zeitverlauf bewegter Systeme
3.6.7 Frequenzen und Zeitintervalle
3.7 Elektromagnetische Feldgleichungen bewegter Elementar-Systeme
3.7.1 Tensorielle Darstellung bewegter Elementar-Systeme
3.7.2 Kraft zweier bewegter Punktladungen
3.7.3 Kraft zweier bewegter Kugelladungen
3.7.4 Kraft zweier bewegter Linienladungen
3.7.5 Elektrisches Potential einer bewegten Ladung
3.7.6 Elektrisches Vektor-Potential
3.7.7 Elektrisches Feld einer bewegten Ladung
3.7.8 Magnetisches Feld einer bewegten Ladung
3.8 Tolman-Effekt
3.8.1 Rotierende elektrisch leitende Scheibe mit zusätzlichem Kraftfeld
4 Atome und Moleküle
4.1 Atom- und Nuklearkräfte
4.1.1 Elementare Wechselwirkungsenergie
4.2 Aufbau der Nukleonen
4.2.1 Protonen
4.2.2 Neutronen
4.3 Aufbau nichtelementarer Teilchen
5 Komplexe Gravitationsgleichungen
5.1.1 Integralform der Gravitationsgleichungen
5.1.2 Differentialform der Gravitationsgleichungen
5.1.3 Tensorielle Darstellung der Gravitation
5.1.4 Berechnung der Gravitationskonstanten
5.1.5 Gravitationswellen
5.2 Zeitverlauf im Gravitationsfeld
5.2.1 Oszillator im Gravitationsfeld
5.2.2 Oszillator im Gravitations- und Fliehkraftfeld
5.2.3 Elementare Oszillatoren gleicher Masse
5.3 Gegenseitige Beeinflussung von Massen
5.3.1 Oszillator im Gravitationsfeld
5.3.2 Elementare Oszillatoren gleicher Masse
5.3.3 Kraft zweier bewegter Punktmassen
5.3.4 Kraft zweier bewegter Kugelmassen
5.3.5 Kraft zweier bewegter Linienmassen
5.4 Trägheitskräfte
5.4.1 Kreisel
6 Das Universum
6.1 Aufbau des Weltalls
6.1.1 Brechungsindex dunkler Materie
6.2 Planeten und Galaxien
6.2.1 Erdexpansion
6.2.2 Periheldrehung des Merkurs
7 Tabellen
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit verfolgt das Ziel, eine einheitliche Feldtheorie zu etablieren, welche die starken, schwachen, elektrischen, magnetischen sowie gravitativen und trägen Kräfte unter einer gemeinsamen Basis der elektromagnetischen Feldtheorie zusammenführt. Dabei wird untersucht, wie durch die Erweiterung um elektrisch alternierende Ladungen physikalische Phänomene konsistent erklärt werden können.
- Grundlagen der Vektorrechnung und Feldtheorie
- Elektrodynamische Herleitung der Gravitation
- Modellierung von Elementarteilchen als rotierende elektrische Punktladungen
- Erklärung von Materiewellen und Photonen als elektromagnetische Phänomene
- Analyse des Einflusses dunkler Materie auf Gravitationsprozesse
Auszug aus dem Buch
3.6.5 Compton-Effekt
Die Streuung von Photonen an Elektronen nach den Gesetzen des elastischen Stoßes wird als Comptoneffekt bezeichnet.
Das gestreute Photon besitzt eine größere Wellenlänge als das ursprüngliche Photon. Die Differenz der beiden Wellenlängen, lässt sich aus der Energie- und der Impulserhaltung berechnen
Zusammenfassung der Kapitel
1 Mathematische Grundlagen: Einführung in die für die Feldtheorie notwendige Vektorrechnung und Tensoroperationen.
2 Grundlagen der Mechanik: Definition mechanischer Basiskräfte und -energien als Voraussetzung für das Verständnis der Teilchendynamik.
3 Elektrodynamik: Zentrale Herleitung der elektromagnetischen Zusammenhänge, einschließlich der Theorie der Photonen und Elementarteilchen.
4 Atome und Moleküle: Untersuchung der Bindungskräfte auf subatomarer Ebene und der Struktur von Nukleonen.
5 Komplexe Gravitationsgleichungen: Übertragung elektrodynamischer Prinzipien zur Beschreibung gravitativer Wechselwirkungen.
6 Das Universum: Anwendung der Feldtheorie auf kosmologische Phänomene wie Expansion und Periheldrehung.
7 Tabellen: Zusammenfassender Vergleich der Ergebnisse der Theorie mit bestehenden physikalischen Modellen.
Schlüsselwörter
Einheitliche Feldtheorie, Elektrodynamik, Gravitation, Elementarteilchen, Photonen, dunkle Materie, Materiewellen, elektromagnetische Kraft, Spinradius, Lorentz-Transformation, Relativitätstheorie, Feldgleichungen, Punktladung, Wellenpakete, Energiedichte.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Es geht um die Vereinheitlichung physikalischer Grundkräfte unter der elektromagnetischen Feldtheorie.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit behandelt Elektrodynamik, Gravitation, Elementarteilchenmodelle und deren Anwendung auf kosmologische Skalen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, eine geschlossene Theorie zu formulieren, in der auch die Gravitation und Trägheit als elektromagnetische Effekte gedeutet werden können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine theoretisch-physikalische Methode unter Verwendung von Vektor- und Tensorrechnung angewandt, um die Feldgleichungen elektrodynamisch zu begründen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil vertieft die elektromagnetischen Feldgleichungen, leitet daraus die Eigenschaften von Photonen und Elementarteilchen ab und stellt ein Modell der Gravitation auf.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Schlüsselwörter wie Einheitliche Feldtheorie, Elektrodynamik, Gravitation und Elementarteilchen sind zentral.
Wie wird im Buch die Gravitation interpretiert?
Gravitation wird als Folge eines antiparallelen elektrischen Feldes betrachtet, das durch die Bewegung elektrischer Punktladungen innerhalb von Massen erzeugt wird.
Was sagt die Arbeit über dunkle Materie aus?
Dunkle Materie wird als Ansammlung von Neutrinos identifiziert, die den Brechungsindex des Raums beeinflussen und somit die Ablenkung von Licht oder die Ausdehnung des Universums erklären können.
Wie erklärt die Arbeit den Comptoneffekt?
Der Comptoneffekt wird über die Energie- und Impulserhaltung bei der Streuung von Photonen an elektrischen Punktladungen der Elementarteilchen hergeleitet.
- Arbeit zitieren
- Jens Blume (Autor:in), 2011, Einheitliche Feldtheorie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/178334
