Electromagnetic Radiation

Julian Schwinger was al de toonaangevende nucleaire theoreticus ter wereld toen hij in 1943 op 25-jarige leeftijd toetrad tot het Radiation Laboratory van MIT. Schwinger, die eerder lesgaf aan Purdue en een postdoc bij Oppenheimer in Berkeley had, ontdekte al snel dat hij het liefst ’s nachts werkte om interactie met collega’s, zoals Breit en Wigner, te vermijden. Bij het Rad Lab, dat zich niet met nucleaire fysica bezighield maar zich richtte op de ontwikkeling van radar, kon hij zijn iconoclastische gewoontes verder perfectioneren. Deze technologie speelde een cruciale rol in het winnen van de oorlog, wat een belangrijke motivatie voor hem was om deze uitdaging aan te gaan, in plaats van zich toe te leggen op de ontwikkeling van nucleaire wapens in Los Alamos.

Dit graduate-level handboek, “Electromagnetic Radiation,” presenteert de fundamentele ideeën van de geavanceerde klassieke elektromagnetica, met een sterke nadruk op de fysica van straling. Het boek beschrijft de concepten met de benodigde wiskundige details, waarbij gedetailleerde afleidingen zijn opgenomen in kanttekeningen en einddiscussies van hoofdstukken. Het is zo samengesteld dat het studenten efficiënt bekendmaakt met de wetenschap van elektromagnetische straling, essentieel voor een praktiserende natuurkundige. Hoewel de focus ligt op licht en zijn interacties, worden ook onderwerpen als radiogolven, röntgenstraling en meer behandeld.

Het boek is onderverdeeld in vier delen:

• Deel I: Een review van basisprincipes van elektriciteit en magnetisme, met een beknopte bespreking van de onderwerpen die in het vak aan bod komen.
• Deel II: Behandelt de oorsprong van straling in termen van tijdvariaties van ladings- en stroomdichtheden, en presenteert de veldvergelijkingen van Jefimenko, afgeleid van vertragingspotentialen.
• Deel III: Introduceert speciale relativiteit en de diepere verbinding met de Maxwell-vergelijkingen, evenals een inleiding tot de relativistische veldtheorie en de relativistische behandeling van straling van een willekeurig versnellende lading. Een belangrijk onderdeel van dit deel is een hoofdstuk over het nog deels onopgeloste probleem van stralingsreactie op een versnellende lading.
• Deel IV: Behandelt praktische problemen van elektromagnetische straling die interactie heeft met materie, met hoofdstukken over energietransport, verstrooiing, diffractie en een verhelderende, toepassingsgerichte behandeling van velden in beperkte omgevingen.

Dit boek biedt niet alleen theoretische achtergrond, maar ook praktische toepassingsmogelijkheden, wat het zowel interessant maakt voor studenten als voor ervaren professionals in de fysica, elektrische techniek en toegepaste wiskunde.