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Animationen / Poynting
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Poynting-Vektor bei Reflexion und Transmission an ebener Grenzschicht

In einem Volumen, in dem ein elektromagnetisches Feld vorhanden ist, ist Energie mit einer kontinuierlich verteilten Energiedichte W gespeichert. Diese setzt sich zusammen aus der elektrischen und magnetischen Energiedichte We und Wm.

Für die zeitliche Änderung von W gilt:

 .

Durch Umformung der Maxwell'schen Gleichungen und Anwendung des Gauß'schen Satz erhält man:

 .

Diese Beziehung wird Poyntingscher Satz genannt, er garantiert die Energieerhaltung in der Elektrodynamik. Dabei haben die einzelnen Volumenintegrale die folgenden physikalischen Bedeutungen:

= ohmsche Verlustleistung in einem Volumen V,

= elektrische und magnetische Feldenergie in V,

= durch die Hülle F des Volumen V tretende Leistung.


Der Vektor  wird als Poynting-Vektor und ist ein Maß für die Leitungsdichte (Dimension: Leistung/Fläche):

Im Nachfolgenden wird nun eine homogene, ebene Welle in einem dielektrischen Medium 1 betrachtet, die auf eine ebene Grenzfläche mit einem zweiten Medium trifft.
Je nach Art der Medien kommt es zu Reflexion und Transmission. Genauere Informationen hierzu sind unter dem Thema Reflexion und Transmission ebener Wellen an einer Grenzschicht zweier Medien nachzulesen.
Bei der nachfolgenden Animation besteht unter dem Karteiblatt "Einstellungen" die Möglichkeit, die relativen Dielektrizitätszahlen beider Medien 1 und 2 anzugeben und darüber hinaus das rechte Medium 2 als Metall zu definieren. Weiterhin ist die Geschwindigkeit der Animation einstellbar. Unter dem Karteiblatt "Anzeige" erfolgt die Darstellung von E-, H- und S-Feld und deren zeitlicher Änderung. Mit dem Button "Start" wird nach der Berechnung die Animation gestartet, mit "Pause" angehalten bzw. fortgesetzt. "Stop" bricht die Animation ab.


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Diese Web-Seite samt Animation steht auch zum Download bereit.


(c) 1999 Institut für Hochfrequenztechnik, Ruhr-Universität Bochum

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Letzte Änderung: 16.02.2005 | Ansprechpartner: Webmaster