Elektrodynamik 1

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Matura Physik Quiz on Elektrodynamik 1, created by Flo Lindenbauer on 22/04/2018.
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Resource summary

Question 1

Question
Wann liegen im elektromagnetischen Feld Impuls- und Energieströme vor?
Answer
  • Bei zeitlich veränderlichen Strahlungsfeldern
  • Bei nicht parallelen E- und B-Feldern, die auch zeitlich stationär sein können
  • Bei nicht parallelen E- und B-Feldern, die nicht stationär sind
  • Wenn alle Komponenten des Maxwell'schen Spannungstensors identisch null sind
  • Wenn die Impulsdichte des elektromagnetischen Feldes gleich der Energiestromdichte ist

Question 2

Question
Die Maxwell-Gleichungen sind komponentenweise betrachtet ein System von gekoppelten Differentialgleichungen, und zwar 8 Gleichungen für sechs zu bestimmende Felder. Diese Gleichungen sind daher für beliebige Quellterme lösbar.
Answer
  • True
  • False

Question 3

Question
Elektrodynamische Potentiale: Das skalare Potential \(\phi\) ist so definiert, dass gilt: \(\vec E = -\nabla\phi\)
Answer
  • True
  • False

Question 4

Question
Im dynamischen Fall führt man das Vektorpotential \(\vec A\) so ein, dass gilt \(\vec B = \nabla \times \vec A\)
Answer
  • True
  • False

Question 5

Question
Wie ändern sich die elektrischen und magnetischen Feldstärken unter einer Eichtransformation \(\phi'(t,r)=\phi(t,r)+\frac 1 c\partial_t\Lambda(t,r)\) \(A'(t,r)=A(t,r)-\nabla\Lambda(t,r)\)
Answer
  • E- und B-Feld werden vertauscht
  • Zum E-Feld wird der Gradient von Lambda dazuaddiert, das B-Feld ändert sich nicht
  • Zum B-Feld wird die Rotation von Lambda dazuaddiert, das E-Feld ändert sich nicht
  • E- und B-Feld ändern sich nicht

Question 6

Question
Bei welcher Eichung verlangt man, dass gilt: \(\nabla\cdot\vec A+\frac 1 c\partial_t\phi = 0\)
Answer
  • Lorenz-Eichung
  • Weyl-Eichung
  • Coulomb-Eichung
  • axialer Eichung

Question 7

Question
Bei welcher Eichung gilt: \(\nabla\cdot\vec A = 0\)
Answer
  • Coulomb-Eichung im stationären Fall
  • Lorenz-Eichung im stationären Fall
  • Coulomb-Eichung
  • Lorenz-Eichung
  • Weyl-Eichung

Question 8

Question
Kennt man das elektrostatische Potential einer Geometrie, bei dem am Rand des Volumens das Potential gleich null ist, kann man die Dirichlet-Green-Funktion für diese Geometrie leicht durch simple Division des Potentials durch die Testladung berechnen.
Answer
  • True
  • False

Question 9

Question
Führt man für eine Ladungsverteilung eine Multipolentwicklung durch und betrachtet man das Potential aus großer Entfernung, so ist der Quadrupolanteil des Potetionals proportional zu \(\frac 1 {r^5}\)
Answer
  • True
  • False

Question 10

Question
Was trifft auf die Energiestromdichte des elektromagnetischen Feldes zu?
Answer
  • Sie ist ein Vektor und steht normal auf das E-Feld
  • Sie ist ein Vektor und ist parallel zum B-Feld
  • Sie ist proportional zum B-Feld
  • Sie ist proportional zur Impulsdichte des elektromagnetischen Feldes
  • Sie ist ein Vektor und steht normal auf die Impulsdichte des elektromagnetischen Feldes

Question 11

Question
Was trifft auf den Maxwell'schen Spannungstensor zu?
Answer
  • Er stellt die Impulsstromdichte des elektromagnetischen Feldes dar
  • Er ist symmetrisch
  • Er ist proportional zum Poynting-Vektorfeld
  • Integriert man ihn über das Volument, erhält man die zeitliche Änderung des mechanischen und elektromagnetischen Impulses

Question 12

Question
Das E-Feld ist in der Elektrostatik ein konservatives Kraftfeld
Answer
  • True
  • False

Question 13

Question
Was trifft auf die Eindeutig der Lösung der Poissongleichung zu?
Answer
  • Bei Dirichlet-Randbedingungen ist die Lösung eindeutig
  • Bei Neumann-Randbedingungen ist die Lösung eindeutig
  • Bei Dirichlet-Randbedingungen ist die Lösung eindeutig bis auf eine additive Konstante
  • Bei Neumann-Randbedingungen ist die Lösung eindeutig bis auf eine additive Konstante

Question 14

Question
Welche Randbedingungen müssen in der Elektrostatik auf Leiteroberflächen gelten?
Answer
  • Das elektrostatische Potential ist konstant
  • Das elektrostatische Potential ist null
  • Das Elektrische Feld hat nur Tangentialkomponenten.
  • Das Elektrische Feld hat nur Normalkomponenten
  • Das Elektrische Feld ist proportional zur Oberflächenladungsdichte

Question 15

Question
Der Kapazitätskoeffizient \(C_{ij}\) gibt an, wie viel Ladung [blank_start]der Leiter[blank_end] i trägt, wenn Leiter j [blank_start]eine Einheit an Potential trägt[blank_end] und alle anderen Leiter [blank_start]geerdet sind[blank_end].
Answer
  • der Leiter
  • das Potential
  • eine Einheit an Potential trägt
  • geerdet ist
  • konstantes Potential trägt
  • geerdet sind
  • konstantes Potential tragen
  • dasselbe Potential tragen

Question 16

Question
Was trifft auf die Multipolentwicklung des Potentials in kartesischen Koordinaten zu?
Answer
  • Der erste Term ist das Potential einer Punktladung im Ursprung
  • Man entwickelt die Green'sche Funktion um den Ursprung
  • Die Multipolentwicklung ist die gleiche, auch wenn man einen anderen Ursprung wählt
  • Das Monopolmoment hängt vom Ursprung des Koordinatensystems ab
  • Eine homogen geladene Kugel im Ursprung hat kein Quadrupolmoment

Question 17

Question
Auf ein Dipolmoment wirkt in einem homogenen elektrischen Feld keine Kraft
Answer
  • True
  • False

Question 18

Question
Die Lösung der Laplace-Gleichung in Kugelkoordinaten kann als eine unendliche Reihe geschrieben werden.
Answer
  • True
  • False
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