4. Elektrizität und Magnetismus

Die elektrische Ladung und ihre Wirkung bestimmt dieses Kapitel. Die elektrische Ladung ist materiegebunden, als Elementarladung e quantisiert und hat zwei Ausprägungen: positive und negative Ladungen. Die Elektrostatik beschreibt die Wirkung von ruhenden Ladungen. Bewegt sich die Ladung mit konstanter Geschwindigkeit, dann wird ein konstantes Magnetfeld erzeugt. Dieses Gebiet ist die Magnetostatik. Bei einer beschleunigten Ladungsbewegung ändert sich sowohl das elektrische, als auch das magnetische Feld. Ein zeitlich sich änderndes magnetisches Feld induziert ein elektrisches Feld, das zur Beschleunigung von Ladungen führen kann (Induktionsgesetz). Elektrische und magnetische Felder führen mit dem Induktionsgesetz zu elektromagnetischen Wellen. Diese Zusammenhänge werden durch die Maxwell´schen Gleichungen beschrieben.