Animationen elektromagnetischer Felder

Es ist beim Elektromagnetismus im Vergleich zur Mechanik viel schwieriger, sich eine anschauliche Vorstellung von den physikalischen Vorgängen zu verschaffen. Begriffe wie elektromagnetisches Feld, Potential, Fluss, u.s.w. sind der direkten Wahrnehmung nicht zugänglich und erfordern somit ein gut ausgebildetes, abstraktes Denkvermögen bei den Studenten. Dennoch ist eine Veranschaulichung durchaus möglich, z.B. mit Hilfe von Feldlinien. Gerade bei zeitlichen Abläufen wie den elektromagnetischen Wellen kann die Visualisierung einer ansonsten meist sehr unübersichtlichen mathematischen Lösung der Maxwellgleichungen zum tieferen Verständnis beitragen.

Sie finden hier Animationen zu folgenden Themen:

Mathematik und Numerik

Statische elektrische Felder

Statische und quasistatische Magnetfelder

Quasistationäre Magnetfelder (Diffusion)

Quasistationäre Magnetfelder (Wirbelströme)

Elektromagnetische Wellen in Hohlleitern

Elektromagnetische Schwingungen in Resonatoren aktualisiert am 26.08.2013

Wellen in periodischen Strukturen

Ebene Wellen und Strahlung

Beugung und Streuung im Frequenzbereich

Beugung und Streuung im Zeitbereich

Feldlinien einer bewegten Ladung

Über Fragen, Anregungen, Ideen für neue Animationen etc. freut sich: manfred.filtz@tu-berlin.de

Hinweise

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Mathematik und Numerik

Kugelflächenfunktionen

Zweidimensionale Fourier-Entwicklung

Fourier-Bessel-Entwicklung

Boundary-Element-Methode (BEM)

Finite-Differenzen-Methode (FDM)

Statische elektrische Felder

Dielektrische Kugel im homogenen Feld

Spiegelung an zwei Kugeln

Kartesisches Randwertproblem (Potentialtopf)

Flächenladung im geerdeten Rechteckzylinder

Randwertproblem in Polarkoordinaten

Elektrostatische Linse (aperiodisch)

Elektrostatische Linse (periodisch)

Statische und quasistatische Magnetfelder

Spule mit permeablem Ringkern

Erzeugung eines Drehfeldes

Kurzschluss in einer rotierenden Doppelleitung

Quasistationäre Magnetfelder (Diffusion)

Diffusionswelle

Diffusion im leitenden Quader

Diffusion im leitenden Zylinder

Diffusion durch eine leitende Platte

Diffusion im leitenden Gesamtraum

Quasistationäre Magnetfelder (Wirbelströme)

Elektrodynamisches Schweben einer leitenden Hohlkugel

Abschirmung mit einer leitenden Hohlkugel

Levitation einer bewegten Doppelleitung

Abschirmung mit einer leitenden Platte

Skineffekt im Rechteckleiter

Stromverdrängung im Hochstabläufer

Elektromagnetische Wellen in Hohlleitern

Parallelplattenleitung mit dielektrischer Füllung

Dispersion in einer Parallelplattenleitung

Hohlleiterknick

Hohlleiterverzweigung

Rechteckhohlleiter mit Anregung

Rundhohlleiter mit Anregung

Blende im Rechteckhohlleiter

Elektromagnetische Schwingungen in Resonatoren

Anregung eines Rechteckresonators

Dielektrischer Resonator

Gekoppelte, dielektrische Resonatoren

Gekoppelte Hohlraumresonatoren

Wellen in periodischen Strukturen

Wellen in einem korrugierten Wellenleiter

Ebene Wellen und Strahlung

Propagierende und stehende, ebene Wellen

Reflexion ebener Wellen

Ebener Feldpuls im dissipativen Medium

Strahlung eines harmonischen Hertzschen Dipols

Strahlungsdiagramm eines Dipolarrays

Beugung und Streuung im Frequenzbereich

Streuung einer ebenen Welle am leitenden Zylinder

Beugung einer ebenen Welle am Spalt

Beugung und Streuung im Zeitbereich

Reflexion am Parabolspiegel

Reflexion an einem Bandleiter

Feldlinien einer bewegten Ladung

Punktladung auf einer Kreisbahn

Abbremsen einer gleichförmig bewegten Punktladung

Oszillierende Punktladung

Punktladung auf einer sinusförmigen Bahnkurve