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Referat: Maxwellsche Gleich. in Beuzg zu EM Wellen (hilfe!)
 
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R90



Anmeldungsdatum: 26.03.2009
Beiträge: 13

Beitrag R90 Verfasst am: 09. Jun 2009 13:28    Titel: Referat: Maxwellsche Gleich. in Beuzg zu EM Wellen (hilfe!) Antworten mit Zitat

Hallo,

also ich muss wie schon oben erwähnt zu morgen ein Referat zu den 4 maxwellschen Gleichungen halten indem ich sie erläutern soll.
Ich habe da so einige Verständisprobleme mit den Gleichungen und deshalb suche ich hier jemanden der mir helfen könnte.

Als erstes poste ich mal die vier Gleichungen:
(1)

(2)

(3)

(4)

Und nun meine Fragen zu den Gleichungen:
Also die erste Gleichung besagt ja dass Ladungen die Quelle von E Feldern seien, aber wieso? da steht zwar das Volumen von mehreren Ladungen gleich dem elektrischen Fluss ist , aber was für eine Bedeutung hat das denn in Beuzg auf die Em wellen?

Bei der zweiten Gleichung wird ja gesagt dass das B Feld nur als Dipol vorhanden ist und somit immer in sich geschlossene Feldlinien besitzt,
Somit entsteht dieses typische Muster der Wellen oder?

Und bei der dritten Gleichung wird ja besagt dass ein E- Feld durch die Änderung des magnetischen Flusses oder durch die Änderung der Fläche entstehen kann, dies bedeutet ja dass sich die EM Wellen ohne einen Leiter im Raum fortpflanzen können da wenn sich das B Feld ändert ein E Feld induziert wird.

Nun bei der letzten Gleichung ist das ja so dass wirbelförmige Magnetfeld druch Leitungsströme sowie durch Änderungen des E Feldes induziert werden also heißt das dass durch diese Wechselwirkung die Welle fortbestehen kann.

Die Gleichung drei besagt ja auch das die E Felder die entstehen Wirbelfelder sind oder? D.h. E Felder die von Ladungen ausgehen sind radial und die die induziert werden Wirbelfelder richtig?

Ich wäre sehr dankbar wenn mir jemand sagen könnte ob meine Aussagen so korrekt sind oder wenn nicht sie ggf. zu verbessern.

LG R90
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15142

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Jun 2009 17:07    Titel: Antworten mit Zitat

Also zunächst mal ist das Symbol in deinen Gleichungen durchgängig falsch; es muss jeweils ein einfaches d sein.

Zu deinen Fragen: verstehst du die Bedeutung der Integrale? Siehst du die mathematischen Unterschiede? Ich habe den Eindruck, dass du die Integrale nicht verstehst und deswegen auch gar nicht die richtigen Fragen stellen kannst.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
R90



Anmeldungsdatum: 26.03.2009
Beiträge: 13

Beitrag R90 Verfasst am: 09. Jun 2009 17:36    Titel: Antworten mit Zitat

Im Grunde genommen muss ich dir jetzt nachdem ich mir das nochmal genau durchdacht habe recht geben , mein größtes Problem liegt wohl daran dass ich die Integrale nicht im physikalischen Kontext verstehe und welche Bedeutung sie jeweils haben. Könntest du mir vielleicht bitte auf die Sprünge helfen?

Achso und noch zum ist das nicht gleich d?
Shahram
Gast





Beitrag Shahram Verfasst am: 09. Jun 2009 17:40    Titel: Antworten mit Zitat

hallo R90,

meines Erachtens ist es besser mit lokalen Formen der Maxwell’schen Gleichungen anzufangen und durch Anwendung von Gauß’schen bzw. Stock’schen Integralsätze zu den Integralformen derselben zu gelangen.

Du möchtest deine Aussagen etwas präzisieren. Aussagen wie „... wieso? da steht zwar das Volumen von mehreren Ladungen gleich dem elektrischen Fluss ist...“ oder „..dass das B Feld nur als Dipol vorhanden ist und somit immer in sich geschlossene Feldlinien besitzt...“ zur Erläuterung der Gleichungen nicht geeignet, da sie unpräziser oder einfach falsch sind.

Die erste Gleichung sagt einfach aus, dass der elektrische Fluss durch eine geschlossene Fläche (eine Oberfläche) gleich der von dieser Oberfläche eingeschlossenen Gesamtladung ist. Als Ursache des fundamentalen E-Feldes erscheint in der ersten Gleichung die Dichte der Ladung. Die Gleichung gibt keine Antwort auf das „wieso“, sondern beschreibt das Phänomen und nennt die Ursache.

Aus der zweiten Gleichung geht nirgends hervor, dass „ das B-Feld nur als Dipol vorhanden ist und somit immer in sich geschlossene Feldlinien besitzt“, sondern beschreibt das Fehlen einer Quelle als Ursache des magnetischen Feldes B. Deine Aussage ist dann die Konsequenz daraus und die Erfahrung, die diese Bestätigt.

Versuche in deinem Referat dich auf die Erscheinungen und andere Phänomene zu konzentrieren, die durch Maxwell’sche Gleichungen beschrieben bzw. von ihnen abgeleitet werden. Die wichtigsten sind: das Fraday’sche Induktionsgesetz (Gln. 3) , das Durchflutungsgesetzt von Oersted und Ampere (Gln. 4), das Gauß’sche Durchflungsgesetz (Gln. 1) und die Quellenfreiheit des magnetischen Feldes (Gln. 2)

Das alles soll dann für eine Erläuterung dieser Gleichungen bei einem einstündigen Referat ausreichend und mehr als gengg sein. Und noch einmal, versuche die Integralformen aus den lokalen (d.h. differenziellen ) Formen "herzustellen".

Mfg
Shahram
wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
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Beitrag wishmoep Verfasst am: 09. Jun 2009 17:52    Titel: Antworten mit Zitat

ist nicht gleich .
Das eine beschreibt eine Differenz und das andere ein Differential.
R90



Anmeldungsdatum: 26.03.2009
Beiträge: 13

Beitrag R90 Verfasst am: 09. Jun 2009 17:53    Titel: Antworten mit Zitat

Erstmal vielen Dank für deine Antwort, ich denke ich dass das morgen beim Referat so machen werde und grundsätzlich auf die Phänomene eingehen werde die sie beschreiben.
Aber was meinst du mit deinem letzten Satz , "versuche die Integralformen aus den lokalen (d.h. differenziellen ) Formen "herzustellen".?

Und eins verwirrt mich noch:
Bei Gleichung (2) ist das Ergebnis ja gleich null aber wieso ist dann bei Gleichung (4) das Ergebnis ein anderes?
wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
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Beitrag wishmoep Verfasst am: 09. Jun 2009 18:02    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube die dürfte sogar falsch sein:

nach: http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_equations#General_formulation (Noch in die üblichen deutschen Bezeichnungen überführt)

Ist die 4. (Ampere'sches Durchflutungsgesetz)
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14838

Beitrag GvC Verfasst am: 09. Jun 2009 18:15    Titel: Antworten mit Zitat

Die Gleichung (4) soll wahrscheinlich den Durchflutungssatz beschreiben und ist komplett falsch wiedergegeben. In Worten (da das mit Latex bei mir nicht läuft):

Das geschlossene Wegintegral (Ringintegral) H*ds (=(B/µ0)*ds) ist gleich dem Strom, der die von dem geschlossenen Integrationsweg aufgespannte Fläche durchdringt. Dieser Strom setzt sich zusammen aus dem Ladungsträgerstrom integr(J*dA) und dem Verschiebungsstrom eps*integr((dE/dt)*dA)
Shahram
Gast





Beitrag Shahram Verfasst am: 09. Jun 2009 18:27    Titel: Antworten mit Zitat

Die Gleichung 4 ist einfach falsch eingetippt! Deshalb schrieb ich die Integralformen durch Anwendung von Integralsätzen auf die differentiellen Formen der Maxwell’schen Gleichungen abzuleiten, in der Hoffnung, dass du die Fehler merkst.

Wenn dir das alles nichts sagt, dann macht es wenig Sinn kurz vor deinem anstehenden Referat sich mehr zu verwirren.

Also, versuche die Integrale richtig hinzuschreiben und sich auf eben Phänomene zu konzentrieren, die ich dir nannte.

Mfg
Shahram
R90



Anmeldungsdatum: 26.03.2009
Beiträge: 13

Beitrag R90 Verfasst am: 09. Jun 2009 18:36    Titel: Antworten mit Zitat

Aber trotzdem bleibt mir noch die Frage, was hat Gleichung (1) und (2) mit EM Wellen zu tun? (da ich mich auf diese in meinem Referat beziehen soll)
Bei ist mir das einleuchtend aber bei den ersten beiden nicht. :/

Naja ich denke nicht das dass Referat mit diesem Verständnis dass ich habe 1stunde dauern wird höchstens 10 min. traurig

Also haben Gleichung 1 und 2 keinen direkten EInfluss auf das Verhalten der EM- Wellen oder?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15142

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Jun 2009 21:24    Titel: Antworten mit Zitat

Am besten liest du dir mal den Artikel in Wikipedia durch; da steht einiges zur physikalischen Interpretation. Auch findest du die Gegenüberstellung von differentieller und integraler Form (wibei du wohl aufgrund der Kürze der Zeit weder die eine noch die andere Darstellung mathematisch vollständig verstehen kannst).

Gleichung (1) besagt, dass die Ladungsdichte die Quelle für das elektrische Feld darstellt. Dabei ist der elektrische Fluss (rechte Seite) durch eine Obefläche gleich der Gesamtladung innerhalb der Obefläche (linke Seite)

Gleichung (2) besagt, dass es keine Quellen für das Magnetfeld gibt.
Quelle bedeutet dabei einen Punkt = eine "Ladung", an der eine Feldlinie endet. Es gibt keine magnetischen Ladungen; magnetische Feldlinien sind immer in sich geschlossen.

Gleichung (3) besagt, dass eine zeitlich veränderliches Magnetfeld (rechte Seite) "Quelle" eines elektrischen Feldes ist.

Gleichung (4) besagt, dass eine zeitlich veränderliches el. Feld (deine Gleichung ist hier falsch!) sowie eine Stromdichte "Quelle" eines Magnetfeldes ist.

Gleichung (1) und (2) sagen nichts über el.-mag Wellen aus.

Wenn du die Ladungs- und Stromdichten gleich Null setzt, dann siehst du dass zeitlich veränderliche el. und mag. Felder auch ohne Ladungen und Ströme sich gegenseitig "erregen"; die beiden Gleichungen (3) und (4) beschreiben also auch die Ausbreitung von el.-mag. Wellen.

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R90



Anmeldungsdatum: 26.03.2009
Beiträge: 13

Beitrag R90 Verfasst am: 09. Jun 2009 21:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe mich da wahrscheinlich vertippt , sie sollte so lauten:



aber die ersten drei sind korrekt oder?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15142

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Jun 2009 22:12    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, in Gleichung (4) fehlt immer noch die Zeitableitung.

Schau doch bitte wenigstens die korrekte Form der Gleichungen selbst nach! Wir können dir hier gerne erklären, was sie bedeuten, aber die Grundlagen solltest du schon selbst beisteuern.

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Anmeldungsdatum: 26.03.2009
Beiträge: 13

Beitrag R90 Verfasst am: 09. Jun 2009 22:55    Titel: Antworten mit Zitat

Achso die Zeitableitung kommt vor den Term des Verschiebungsstroms.
Aber irgendwie ergibt dass für mich kein Sinn den normalerweise sind ja Ableiten/Integrieren beide Gegenoperatoren zueinander,?
Und wie sieht überhaupt das Integral eines Vektors aus?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15142

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Jun 2009 23:38    Titel: Antworten mit Zitat

Also deine letzte Anmerkung besagt eindeutig, dass du die auftretenden Integrale nicht verstanden hast.

Wann ist dein Referat?

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Anmeldungsdatum: 26.03.2009
Beiträge: 13

Beitrag R90 Verfasst am: 09. Jun 2009 23:54    Titel: Antworten mit Zitat

Mein Referat ist morgen früh..
und ich sitze immernoch dran und kann einfach dies Integrale nicht so richtig begreifen..

Könnten wir vielleicht per Messenger also ICQ oder MSN miteinander schreiben? Falls es dir nichts ausmacht weil ich denke dass das dann schneller gehen würde als hier.
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