Module 28-VKME Advanced classical mechanics and electrodynamics

Die Studierenden lernen in diesem Modul die grundlegenden Konzepte und Methoden der klassischen theoretischen Physik kennen und verstehen. Es geht in diesem Modul insbesondere um ein tieferes Verständnis der Axiome, die der klassischen Mechanik und Elektrodynamik zu Grunde liegen. Die Studierenden lernen diese zu verstehen, sehen, wie die klassische Physik aus diesen Axiomen hervorgeht, und beginnen physikalische Theorien zu analysieren.

In this module, students learn about and understand the basic concepts and methods of classical theoretical physics. In particular, this module focuses on a deeper understanding of the axioms underlying classical mechanics and electrodynamics. Students learn to understand these, see how classical physics emerges from these axioms and start to analyse physical theories.

Vertiefung der klassischen Mechanik und Elektrodynamik

• Lagrangeformalismus: Variationsprinzip
• Symmetrien und Noether-Theorem
• Hamiltonformalismus: Kanonische Formulierung der Mechanik
• Phasenraum und Liouvillesches Theorem
• Dynamik starrer Körper
• Spezielle Relativitätstheorie, relativistische Bewegung geladener Teilchen
• Minkowskiraum, 4er-Vektoren
• Kovariante Formulierung der Maxwell’schen Gleichungen, U(1) – Eichtheorie
• Maxwell’sche Gleichungen in Medien
• Ableitung von Polarisation und Magnetisierung aus der mikroskopischen Elektrodynamik
• Vertiefende Probleme zu Lösungen der Feldgleichungen, Multipolentwicklung
• Felder bewegter Ladungen
• Antennen
• Lichtausbreitung: Geometrische Optik und Wellenoptik
• weitere Themen nach Wahl, z.B. Systeme mit Zwangsbedingungen in der kanonischen Formulierung, Grundlagen der Plasmaphysik, etc.

Consolidation of classical mechanics and electrodynamics

• Lagrangian formalism: variational principle
• Symmetries and Noether's theorem
• Hamiltonian formalism: canonical formulation of mechanics
• Phase space and Liouville's theorem
• Dynamics of rigid bodies
• Special relativity, relativistic motion of charged particles
• Minkowski space, 4-vectors
• Covariant formulation of Maxwell's equations, U(1) - gauge theory
• Maxwell's equations in mediums
• Deduction of polarisation and magnetisation from microscopic electrodynamics
• Advanced problems for solutions of the field equations, multipole development
• Fields of moving charges
• Antennas
• Light propagation: Geometrical optics and wave optics
• Further topics of your choice, e.g. systems with constraints in the canonical formulation, fundamentals of plasma physics, etc.

Consolidation of classical mechanics and electrodynamics

• Lagrangian formalism: variational principle
• Symmetries and Noether's theorem
• Hamiltonian formalism: canonical formulation of mechanics
• Phase space and Liouville's theorem
• Dynamics of rigid bodies
• Special relativity, relativistic motion of charged particles
• Minkowski space, 4-vectors
• Covariant formulation of Maxwell's equations, U(1) - gauge theory
• Maxwell's equations in media
• Deduction of polarisation and magnetisation from microscopic electrodynamics
• Advanced problems for solutions of the field equations, multipole development
• Fields of moving electric charges
• Antennas
• Light propagation: Geometrical optics and wave optics
• Further topics of your choice, e.g. systems with constraints in the canonical formulation, fundamentals of plasma physics, etc.

28-EKME

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