Die Diskretisierung der Maxwell-Gleichungen: Ein allgemeines Verfahren zur Berechnung elektromagnetischer Felder und seine Anwendung in Physik und Technik

Die Losung der Maxwellschen Gleichungen bedeutet eine immer wiederkehrende Aufgabe bei der Konstruktion elektromagnetischer Apparaturen. Einerseits bereiten die komplizierten Strukturen realer Gerate oft unuberwindbare Schwierigkeiten, andererseits nimmt die Bedeutung einer genauen Vorhersage der elektromagnetischen Felder mit der Grose und dem Herstellungsaufwand der Gerate zu. Anlagen fur die Hochenergiephysik beispielsweise haben Ausmase erreicht, die nur noch den einmaligen Bau einer Apparatur erlauben. Mit Hilfe eines einzigen Losungsansatzes ist es moglich, die Maxwell-Gleichungen einzeln in entsprechende Matrixgleichungen umzuformen, die auf modernen Grosrechnern gelost werden konnen. Das Verfahren erlaubt es, beliebig geformte Korper mit beliebigen Materialeigenschaften zu behandeln; es ist in vielen Bereichen der Physik und Technik anwendbar. Die Bedeutung solcher Losungsverfahren fur die Entwicklung von Beschleunigern in der Hochenergiephysik wird an einigen Beispielen aufgezeigt.