Wuppertal 2015 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 17: Postersitzung

DD 17.35: Poster

Dienstag, 10. März 2015, 14:45–16:15, Foyer Ebene G.10

Berechnung einer Hysteresekurve mittels Tabellenkalkulation — •Tomasz Blachowicz¹ und Andrea Ehrmann² — ¹Institute of Physics, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland — ²Hochschule Niederrhein, Mönchengladbach

Hysteresekurven treten in vielen Bereichen auf, angefangen von ferromagnetischen Materialien über Kraft-Dehnungs-Diagramme in mechanischen Zugversuchen bis hin zu zellbiologischen Prozessen. Ihre mathematische Modellierung ist häufig schwierig zu verstehen und wenig hilfreich bei dem Versuch, Studierenden ein Gefühl für die Parameter zu vermitteln, die die Form einer Hysteresekurve beeinflussen.

Daher wurde ein einfaches Programm entwickelt, das auf einer Tabellenkalkulation beruht und die mikroskopischen Vorgänge verdeutlicht, die zur Ausbildung einer Hysteresekurve führen [1]. Es nutzt zur Vereinfachung ein Ising-Modell, in dem nur die beiden Zustände +1 und -1 auftreten können. Im Step-by-Step-Modus kann jeder einzelne Schritt im Übergangsprozess zwischen den beiden Sättigungszuständen betrachtet werden; ein Makro erlaubt die Erstellung vollständiger Hysteresekurven in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern.

Das vorgestellte Programm steht frei zur Verfügung [2]. Weiterführende Programmversionen mit diversen Erweiterungen, beispielsweise für Systeme verschiedener Größe oder speziell für sogenannte Exchange-Bias-Systeme, sind bei den Autoren erhältlich.

[1] A. Ehrmann, T. Blachowicz: A simple model of hysteresis behavior using spreadsheet analysis, Journal of Physics: Conference Series, accepted; [2] www.viaram.org