In diesem Modul behandeln wir die Lösung von elektrischen 2D-Feldern und stellen einige grundlegende Anwendungen der Elektrostatik vor. Wir beschreiben, wie imaginäre Zahlen verwendet werden können, um das elektrische Feld und Äquipotentialflächen darzustellen. Anschließend erörtern wir, wie Konzepte wie Eigenresonanz, Potenzialverteilung und Gitterabstände bei der Entwicklung moderner Geräte und Experimente helfen können.

Dieses Modul führt in die Bedeutung der elektrostatischen Energie ein und beschreibt, wie man sie auswertet. Es behandelt auch die Verwendung des Konzepts der virtuellen Arbeit und wie diese zur Bestimmung der Kraft verwendet werden kann. Wir untersuchen dies insbesondere in Bezug auf Kondensatoren. Schließlich diskutieren wir, wo die elektrostatische Energie zu finden ist.

Im ersten Modul über Dielektrika besprechen wir, was ein dielektrisches Material ist und wie sich sein Vorhandensein auf den Betrieb eines Kondensators auswirkt. Dann befassen wir uns mit vielen Möglichkeiten, ein Dielektrikum zu charakterisieren, wie z.B. Suszeptibilität und Verschiebung. Schließlich untersuchen wir die Kräfte, die auf ein Dielektrikum in Bezug auf den Kondensator wirken.

In diesem Modul wird zunächst beschrieben, wie man die Polarisation von Molekülen unter einem elektrischen Feld erhält. Dann behandeln wir Methoden zur Lösung der Dielektrizitätskonstante, wie die Clausius-Mossotti-Gleichung und die Onsager-Gleichung. Unser letztes Thema ist das Konzept der Ferroelektrizität und wie ferroelektrische Materialien durch das Curie-Weiss-Gesetz und andere Methoden modelliert werden können.