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diff --git a/Master/texmf-dist/doc/generic/pst-magneticfield/pst-magneticfield-docDE.tex b/Master/texmf-dist/doc/generic/pst-magneticfield/pst-magneticfield-docDE.tex new file mode 100644 index 00000000000..3f5c6492df4 --- /dev/null +++ b/Master/texmf-dist/doc/generic/pst-magneticfield/pst-magneticfield-docDE.tex @@ -0,0 +1,279 @@ +%% $Id: pst-magneticfield-docEN.tex 322 2010-05-16 08:07:26Z herbert $ +\documentclass[11pt,english,BCOR10mm,DIV12,bibliography=totoc,parskip=false,smallheadings + headexclude,footexclude,oneside]{pst-doc} +\usepackage[latin1]{inputenc} +\usepackage{pst-magneticfield} +\let\pstMFfv\fileversion +\lstset{pos=t,language=PSTricks, + morekeywords={psmagneticfield,psmagneticfieldThreeD},basicstyle=\footnotesize\ttfamily} +\newcommand\Cadre[1]{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=black,linestyle=none,framesep=0]{#1}} +\def\bgImage{% +\psset{unit=0.5cm} +\begin{pspicture}(-7,-6)(7,6) +\psmagneticfieldThreeD[N=2,R=2,L=2,linecolor=blue](-7,-8)(7,8) +\ThreeDput{\rput(0,-7){\textbf{HELMHOLTZ-Spule}}} +\end{pspicture} +} +% +\begin{document} + +\title{\texttt{pst-magneticfield}} +\subtitle{Magnetische Feldlinien einer langgestreckten Spule; v.\pstMFfv} +\author{J\"{u}rgen Gilg\\ Manuel Luque\\Herbert Vo\ss} +%\docauthor{J\"{u}rgen Gilg\\Manuel Luque\\Herbert Vo\ss} +\date{\today} +\maketitle + + +\clearpage% +\begin{abstract} +Das Paket \LPack{pst-magneticfield} zeichnet magnetische Feldlinien einer langgestreckten Spule. +Die physikalischen Gr\"{o}{\ss}en sind: Radius der Spule, ihre L\"{a}nge und die Anzahl ihrer +Windungen. Die voreingestellten Werte sind: + +\begin{enumerate} + \item Anzahl der Windungen: \LKeyset{N=6}; + \item Radius: \LKeyset{R=2}; + \item L\"{a}nge: \LKeyset{L=4}. +\end{enumerate} + +Die magnetischen Feldlinien wurden mit dem Runge-Kutta 2 Verfahren angen\"{a}hert, welches sich +nach einigen anderen Versuchen als der beste Kompromiss zwischen Re\-chen\-ge\-schwin\-dig\-keit und +Zeichengenauigkeit der Linien erwies. Die Berechnung der notwendigen elliptischen Integrale +wurden mit einer polynomialen N\"{a}herung aus dem "Handbook of Mathematical Functions +With Formulas, Graph, And Mathematical Tables" von Milton Abramowitz und Irene.\,A. Stegun +(\url{http://www.math.sfu.ca/~cbm/aands/})~\cite{abramowitz} realisiert. +\end{abstract} + +\clearpage +\tableofcontents + +\clearpage +\section{Einleitung} + +Im Folgenden stellen wir die Optionen mit ihren voreingestellten Werten vor: +\begin{enumerate} + \item Die Maximalzahl von Berechnungspunkten einer jeden Feldlinie um die gesamte Spule: \LKeyset{pointsB=500}; + \item die Maximalzahl von Berechnungspunkten einer jeden Feldlinie um die Windungen: \LKeyset{pointsS=1000}; + \item die Anzahl der Feldlinien um die gesamte Spule: \LKeyset{nL=8}; + \item Schrittweite f\"{u}r die Feldlinien um die gesamte Spule: \LKeyset{PasB=0.02}; + \item Schrittweite f\"{u}r die Feldlinien um die Windungen: \LKeyset{PasS=0.00275}; + \item nur Feldlinien um individuell ausgew\"{a}hlte Windungen: \LKeyset{numSpires=\{\}}, nach dem Gleichheitsszeichen "=" schreiben wir die Nummer(n) der Windung(en) \textsf{1 2 3 etc.} ausgehend von der obersten Windung. Voreingestellt ist, dass bei allen Windungen die Feldlinien gezeichnet werden. + \item Die Anzahl der Feldlinien um die gew\"{a}hlten Windungen: \LKeyset{nS=1}. + \item Falls wir die Spule selbst nicht zeichnen m\"{o}chten, erledigt dies die Option \LKeyset{drawSelf=false} (hilfreich bei 3D-Ansichten). + \item Die Optionen der Spule (Farbe, Linienst\"{a}rke, Pfeile) sind: + \begin{enumerate} + \item Die Farbe und Linienst\"{a}rke der Spule: \Lkeyset{styleSpire=styleSpire}; + \item die Stromst\"{a}rkepfeile: \Lkeyset{styleCourant=sensCourant}. + \end{enumerate} +\begin{verbatim} +\newpsstyle{styleSpire}{linecap=1,linecolor=red,linewidth=2\pslinewidth} +\newpsstyle{sensCourant}{linecolor=red,linewidth=2\pslinewidth,arrowinset=0.1} +\end{verbatim} + + \item Die Farbe und Linienst\"{a}rke der Feldlinien can mit den g\"{a}ngigen Parametern von \LPack{pstricks} eingestellt werden: \Lkeyword{linecolor} und \Lkeyword{linewidth} +\end{enumerate} + +Der Befehl \Lcs{psmagneticfieldThreeD} erlaubt eine 3D-Ansicht der Spule und der magnetischen Feldlinien. + +\clearpage +\section{Einfluss der physikalischen Gr\"{o}{\ss}en auf das Erscheinungsbild der Feldlinien} +\subsection{Die L\"{a}nge der Spule} + +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.5cm} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{006633}},N=3,R=2,nS=1] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{L=4}},N=3,R=2,nS=1]} +\end{pspicture*} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{006633}},L=8,N=3,R=2,nS=1,PasB=0.0025,pointsB=5500] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{L=8}},N=3,R=2,nS=1]} +\end{pspicture*} +\end{LTXexample} + +\textbf{Anmerkung:} Um das Erscheinungsbild der zweiten Spule zu verbessern, mussten wir die Anzahl der Berechungspunkte erh\"{o}hen und die Schrittweite verkleinern, + \Cadre{\textcolor{white}{pointsB=5500,PasB=0.0025}}, was jedoch eine Erh\"{o}hung der Rechenzeit mit sich brachte. + + +\clearpage + +\subsection{Die Anzahl der Windungen} +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.5} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{006633}},N=1,R=2,nS=0] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{N=1}},R=2,nS=0]} +\end{pspicture*} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{006633}},N=2,R=2,L=2,PasS=0.003,nS=2] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-7,7)(7,8) +\rput(0,7.5){\Cadre{\textcolor{white}{Bobines de Helmholtz}}} +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{N=2}},R=2,L=2,PasS=0.003,nS=2]} +\end{pspicture*} +\end{LTXexample} + +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.5} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{006633}},N=4,R=2,numSpires=2 3] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{N=4}},R=2,L=4]} +\end{pspicture*} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{006633}},N=5,R=2,L=5,PasS=0.004,nS=2 3 4] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{N=5}},R=2,L=5]} +\end{pspicture*} +\end{LTXexample} + +\clearpage +\section{Optionen f\"{u}r die Linien} +\subsection{Die Anzahl der Feldlinien} + +Auf Grund der Symmetrie des Problems ist die gew\"{a}hlte Anzahl der Feldlinien \Lkeyword{nL} nur die H\"{a}lfte der tats\"{a}chlich gezeichneten Feldlinien. Hinzu kommt noch eine Feldlinie, die in Richtung der Symmetrieachse der Spule zeigt. Die Anzahl der Feldlinien um die Windungen herum \Lkeyword{nS} kommen auch noch hinzu, diese k\"{o}nnen jedoch mit \Lkeyword{numSpires} individuell ausgew\"{a}hlt werden. + +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.5} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{000099}},N=1,R=2] +\psframe*[linecolor={[HTML]{3399FF}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{nL=8}},N=1,R=2]} +\end{pspicture*} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{000099}},N=1,R=2,nL=12] +\psframe*[linecolor={[HTML]{3399FF}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{nL=12}},N=1,R=2]} +\end{pspicture*} +\end{LTXexample} + +\clearpage +\subsection{Die Anzahl der Berechnungspunkte und die Schrittweite} + +Die Feldlinien wurden mit einem numerischen Verfahren (Runge-Kutta 2) berechnet und dementsprechend h\"{a}ngt die Genauigkeit der Linien entscheidend ab von der Schrittweite und der Anzahl der Berechnungspunkte, wie in den folgenden zwei Beispielen gezeigt wird: + +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.5} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{660066}},N=2,R=2,L=2,PasB=0.1,nS=0,nL=7,pointsB=100] +\psframe*[linecolor={[HTML]{996666}}](-7,7)(7,8) +\rput(0,7.5){\Cadre{\textcolor{white}{Bobines de Helmholtz}}} +\psframe*[linecolor={[HTML]{996666}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{PasB=0.1,nL=4,pointsB=100}}]} +\end{pspicture*} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-8)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{660066}},N=2,R=2,L=2,PasB=0.4,nS=0,nL=7,pointsB=100] +\psframe*[linecolor={[HTML]{996666}}](-7,7)(7,8) +\rput(0,7.5){\Cadre{\textcolor{white}{Bobines de Helmholtz}}} +\psframe*[linecolor={[HTML]{996666}}](-7,-8)(7,-7) +\rput(0,-7.5){[\Cadre{\textcolor{white}{PasS=0.4,pointsB=100}}]} +\end{pspicture*} +\end{LTXexample} + +Sollten die voreingestellten Werte f\"{u}r eine individuelle Gestaltung nicht passen, dann muss man mit den Werten \Lkeyword{pasB}, \Lkeyword{pointsB} (bzw. \Lkeyword{pasS}, \Lkeyword{pointsS}) spielen, bis es passt. + + +\clearpage + +\section{Der Parameter \nxLkeyword{numSpires}} +\begin{LTXexample}[pos=t,wide] +\psset{unit=0.5} +\begin{pspicture*}[showgrid](-8,-10)(8,10) +\psset{linecolor=blue} +\psmagneticfield[R=2,L=12,N=8,pointsS=500,nL=14,nS=1,numSpires=1 3 6 8,PasB=0.075] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](-8,-10)(8,-9) +\rput(0,-9.5){[\Cadre{\textcolor{white}{numSpires=1 3 6 8}},R=2,L=14]} +\multido{\i=0+1}{8}{\rput[l](!6 6 12 7 div \i\space mul sub){\the\multidocount}} +\end{pspicture*}\quad +\begin{pspicture*}[showgrid](0,-10)(16,10) +\psset{linecolor=blue} +\psmagneticfield[R=2,L=12,N=8,pointsS=500,nL=14,numSpires=,nS=1,PasB=0.075] +\psframe*[linecolor={[HTML]{99FF66}}](0,-10)(16,-9) +\rput(8,-9.5){[\Cadre{\textcolor{white}{numSpires=all}},R=2,L=14]} +\multido{\i=0+1}{8}{\rput[l](!6 6 12 7 div \i\space mul sub){\the\multidocount}} +\end{pspicture*} +\end{LTXexample} + +\clearpage +\section{Der Parameter \nxLkeyword{AntiHelmholtz}} +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.75,AntiHelmholtz,N=2, + R=2,pointsB=500,pointsS=1000,PasB=0.02,PasS=0.00275,nS=10, + nL=2,drawSelf=true,styleSpire=styleSpire,styleCourant=sensCourant} +\newpsstyle{grille}{subgriddiv=0,gridcolor=blue!50,griddots=10} +\newpsstyle{cadre}{linecolor=yellow!50} +\begin{pspicture*}[showgrid](-7,-6)(7,6) +\psframe*[linecolor={[HTML]{996666}}](-7,7)(7,8) +\psmagneticfield[linecolor={[HTML]{660066}}] +\end{pspicture*} +\end{LTXexample} + + + +\clearpage +\section{3D-Ansichten} +3D-Ansichten sind mit den zwei folgenden Makros m\"{o}glich + +\begin{BDef} +\Lcs{psmagneticfield}\OptArgs\coord1\coord2\\ +\Lcs{psmagneticfieldThreeD}\OptArgs\coord1\coord2 +\end{BDef} + +in denen die in den vorigen Abschnitten besprochenen Parameter die Optionen von \Lcs{psmagneticfield} darstellen und mit \verb+(x1,y1)(x2,y2)+ werden die +Koordinaten der linken unteren und rechten oberen Ecke des Gitternetzes festgelegt, welches das Feldlinienbild einrahmt wie mit \Lcs{psframe}. Wir k\"{o}nnen die Option \Lkeyword{viewpoint} des Pakets \LPack{pst-3d} nutzen, um den Ansichtspunkt zu w\"{a}hlen/\"{a}ndern. + Die voreingestellten Parameter f\"{u}r das Gitternetz sind: + +\begin{verbatim} +\newpsstyle{grille}{subgriddiv=0,gridcolor=lightgray,griddots=10} +\newpsstyle{cadre}{linecolor=green!20} +\end{verbatim} + +M\"{o}glichkeiten zur Gestaltung des Gitternetzes zeigen die folgenden zwei Beispiele: + +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.7cm} +\newpsstyle{grille}{subgriddiv=0,gridcolor=blue!50,griddots=10} +\newpsstyle{cadre}{linecolor=yellow!50} +\begin{pspicture}(-7,-6)(7,6) +\psmagneticfieldThreeD[N=8,R=2,L=8,pointsB=1200,linecolor=blue,pointsS=1000](-7,-8)(7,8) +\end{pspicture} +\end{LTXexample} + +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.7cm} +\begin{pspicture}(-7,-6)(7,6) +\psmagneticfieldThreeD[N=2,R=2,L=2,linecolor=blue](-7,-8)(7,8) +\ThreeDput{\rput(0,-7){\textbf{HELMHOLTZ-Spule}}} +\end{pspicture} +\end{LTXexample} + +\begin{LTXexample}[pos=t] +\psset{unit=0.75cm,AntiHelmholtz,N=2, + R=2,pointsB=500,pointsS=1000,PasB=0.02,PasS=0.00275,nS=10, + nL=2,drawSelf,styleSpire=styleSpire,styleCourant=sensCourant} +\newpsstyle{grille}{subgriddiv=0,gridcolor=blue!50,griddots=10} +\newpsstyle{cadre}{linecolor=yellow!50} +\begin{pspicture}(-7,-6)(7,6) +\psmagneticfieldThreeD[linecolor={[HTML]{660066}}](-7,-6)(7,6) +\end{pspicture} +\end{LTXexample} + + +\clearpage +\section{Liste aller optionalen Parameter von \texttt{pst-magneticfield}} + +\xkvview{family=pst-magneticfield,columns={key,type,default}} + +\nocite{*} +\bgroup +\raggedright +\bibliographystyle{plain} +\bibliography{\jobname} +\egroup + +\printindex +\end{document}
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