Тема: Визуализация электромагнитных полей

[yurko]

Здравствуйте! Искал в интернете ответ на простой запрос - "визуализация электромагнитных волн". Но кроме скудных роликов с плоскими гребешками напряжённостей ничего не сыскал. Решил создать тему, где все могли бы посмотреть в "лицо" электромагнитной волне и другим электромагнитным полям. Хотелось бы увидеть картинку во времени, где волна показана в градиентах цветов в виде каких-то переливающихся объёмных тел. Давайте делиться тут информацией по визуализации электромагнитных полей: картинками, роликами, возможно программами. Спасибо!

[yurko]

Первая визуализация:

[Pref]

Вы знаете после знакомства с теориями белых ворон в науке у меня уже зародилось стойкое сомнение о визуальном представлении электромагнитной волны в классическом ее представлении в виде 2-х синусоид Е и Н векторов. Так что представленная первая визуализация это просто плод воображения к реальной форме ЭМВ не имеющее никакого отношения. 

[yurko]

В интернете нашёл две программы, которые, похоже, могут справиться с задачей моделирование электромагнитных полей, это продукты Ansoft - Maxwell и HFSS. Но пока не ясно из описаний, позволят ли они моделировать электромагнитные волны.

[S]

Хороший вопрос.
А теперь представте: в одном флаконе надо учесть кучу разных вещей.
- то что мы привыкли называть полем, имеет некую исходную конфигурацию определяемую в первую очередь геометрией источника возбуждения
- поле может быть чисто электростатическое,  может быть чисто магнитное, а может быть электро - магнитное. Все зависит от способов его возбуждения.
- все выше перечисленное накладывает свои особенности на его распространение в пространстве, при сохранении некоторых общих свойств.
- поле вращается и объемно (не всегда) распространяется
- поле всегда стремится слинять по пути наименьшего сопротивления. Причем идет оно по этому пути в разных случаях, по разному.   
- само это распространение, в силу неоднородности пространства, очень сложно. Но всегда строго соблюдается принцип - сколько пришло, ровно столько же и уйдет. Причем не обязательно в виде в виде этого самого поля.
- пространство по разному оказывает сопротивление как различным направлениям вектров состовляющих поле, так и скорости его нарастания, вплоть до проявления нелинейных свойств, что то вроде насыщения.
Вообщем, список можно продолжать томительно долго.
Как можно проверить, правильно программа отражает визуализацию поля или нет ? Да просто. Если она показывает ПРОСТО магнит. Без всякого обвеса, да еще в ней "замыкаются" силовые линии на полюсах.  Что нибудь просьтенькое в ней просчитать можно, магнитовращатель - нет.

[yurko]

youtube.com/.../mPUStEemNzg

Да тут бы хоть представить вид метровой волны в вакууме на расстоянии 1 км от антенны Герца (или любой другой), не говоря о нелинейностях. )

[S]

Блин, я же объясняю: что бы представить эту волну, нужно знать кучу разных подробностей. В каждом конкретном случае, у нее будет своя "форма"
В приведенном фрагменте видно не поле, а поток частиц.
Визуализировать поле в прямом смысле этого слова, нельзя. Поле - это колебания эфира. Эфир - это самая маленькая частица, размеры которой во много - много раз меньше электрона. Соответственно он вездесущь и нет возможности сделать такую краску, которая бы окрасила только интересующую нас, его часть. Соответственно, покрайне мере пока, нет возможности построить такой прибор, который его бы не содержал. А раз такой возможности нет, то и нет возможности сравнить. Было так, стало так. Об э том было и стало, можно судить только по косвенным признакам. По его взаимодействию с частицами потому что частицы мы можем регистрировать. , о самих же его потоках между этими частицами, можно только гадать.
Вы спросите, а где доказательства Выше изложенному ? Тогда встречный вопрос - а что все эти дуги возникли сами по себе ? Амперметр в цепи показывает  "0". Да нет конечно.
Под воздействием внешней силы, электрон прет чере эфир взаимодействуя с ним и вызывая его колебания. Вот мы и видим траекторию движения этих частиц. Геометрию колебания эфира, мы не видим. Приведенный на видио пример, тем более не корректен, что нельзя увидеть форму с "торца".
Это примерно то же самое, что судить о поле магнита, по расположению железных опилок вокруг него. Но никому же в голову не приходит говорить что он видит поле. Все говорят что видят опилки, а по их расположению судят о  поле, которого НЕ ВИДЯТ, хотя амперметр в данном случае, вообще не нужен
Короче, обычная подмена понятий.

[Pref]

Визуализация на втором видео тоже по моему не соответствует действительности. Объясню почему. Пример постоянный магнит. То что нам показывают в опыте с железными опилками  тоже не верно. Каждый элемент в железных опилках можно представить в виде стрелки компаса. Но как располагается стрелка компаса в магнитном поле, правильно, ось ее располагается по градиенту магнитной напряженности поля, но никак не вдоль линий с одинаковой напряженностью. Ну а я так думаю визуализация как раз и должна показать распределение плотности поля относительно его источника. Самый лучший способ посмотреть распределение напряженности   магнитного поля в постоянном магните это обыкновенная иголка на нитке. Она всегда будет располагаться перпендикулярно к линиям с одинаковой напряженностью. Это можно сделать дома на своем рабочем столе. И вот тут открываются интересные свойства магнитного поля постоянного магнита. Оказывается оно визуально совсем не такое как мы привыкли его видеть из учебника физики в опыте с металлическими опилками. По любой из граней магнита до ее середины один полюс потом другой. То есть если взять прямоугольный магнит то визуально магнитное поле его представляет собой четыре восьмерки плотно прилегающими друг к другу вдоль продольной и двух поперечных осей параллепипеда постоянного магнита.  Ну а те эффектные разряды в фильме само собой тоже направлены по градиенту напряженности электрического поля.

[S]

Нет, пример с иголкой и магнитом не верен.
Пример с опилками, тоже. В нем помимо прочего, не учитывается "шаг" поля

[Pref]

Пример с иголкой приведен для того чтобы объективно можно было представить, только представить что из себя представляет магнитное поле постоянного магнита, какова его конфигурация. А вот как его визуализировать это уже другая задача. Для того чтобы увидеть преломление лучей света в линзе достаточно простого задымления, а здесь надо либо создать среду, либо преобразовать излучение поля в видимый диапазон типа какого нибудь электромагнитного сканера с высокой степенью дискретности и посмотреть хотя бы стоячую волну.