计算机模拟带电粒子在电磁场中的运动

介绍了用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ软件模拟带电粒子在电磁场中的运动实验的主要思想及设计过程,某些物理实验,如用传统方法实现存在着许多问题,将现代的教育技术应用于这些实验,问题就迎刃而解了。     

带电粒子在均匀恒定非正交电磁场中的运动

本文通过求解带电粒子在均匀恒定非正交电磁场中的动力学方程，得出粒子的运动规律，并将该规律应用于几种特定情况，画出其轨迹曲线，以检验本文的正确性。     

带电粒子在匀强电磁场中的运动

揭示了带电粒子在匀强电磁场中运动的普遍情形及其一般规律,并推导出了几种电磁学中常见的和不常见的特例.     

带电粒子在均匀电磁场中的运动

带电粒子在纯电场、纯磁场中运动时,其运动轨迹分别是抛物线和螺旋线.当电磁场并存时,根据相对论基本原理,带电粒子的运动并不是两种情况的简单叠加,运动轨迹与场的大小、方向有关.     

高速带电粒子在正交电磁场中的运动规律

讨论了在相对论下,带电粒子在相互垂直的电场和磁场中的运动规律.     

带电粒子在电磁场中运动的实例分析

定性和定量分析献[1]所给带电粒子在电磁场中运动的一个实例，得出其正确解答。     

带电粒子在时变电磁场下的运动

基于经典洛伦兹力方程,对带电粒子在正交时变电/磁场及平面波电磁场作用下的运动规律进行了研究;通过方程的解,分析了带电粒子在静场、时谐电场、时谐磁场、正交时谐电/磁场及平面电磁场等几种典型情况下的运动特性;结果表明:粒子在不同的条件下有不同的运动规律,除少数情况外,在电场方向都存在周期运动,但静场与时变场的周期不同;沿波矢方向的速度与电场方向的速度满足圆方程关系;在平面波时,粒子电场方向的速度满足波动方程;在高频场中,粒子主要受初值条件的影响;结合数值仿真,模拟了带电粒子运动的一般轨迹并讨论了经典洛伦兹力方程的适用性。     

关于带电粒子在电磁场中运动的讨论

以带电粒子在电磁场中运动的几个特例，讨论正确掌握叠加原理的适用条件以及所应注意的问题。     

相对论变换下带电粒子在正交电磁场中的运动

从带电粒子的受力情况出发,分析带电粒子在正交恒定电磁场中的运动方程,由此得到宏观、低速条件下带电粒子在正交恒定电磁场中的运动轨迹.运用电磁场的相对论变换和初始条件,分析了相对论变换下带电粒子在正交电磁场中的3种运动轨迹:普通摆线、内摆线和外摆线.     

运动带电粒子的电磁场及其能量动量守恒

由运动带电粒子的Lienard-Wiechert势导出在真空中以速度v运动的带电粒子的电磁场，证明了匀速运动的带电粒子激发的电磁场在不含电荷的空间满足能量守恒和动量守恒定律的微分形式的要求。     

电磁场中带电粒子的几种运动方程

系统地介绍了低速带电粒子在电磁场中的运动规律.分析对此问题的解决方法,目的是加深对此内容的理解.     

抛体运动的计算机模拟

指出了抛体运动传统研究方法的局限性,提出了一种新的研究方法,即利用MATLAB对考虑地球自转和空 气阻力的抛体运动进行数值求解以及运动轨迹的模拟,并对其结果和方法进行了分析．     

大角度单摆运动的计算机模拟

大角度单摆问题属于非线性问题，很难用解析的方法求其运动．本文利用MATLAB软件对大角度单摆在无阻力无驱动、有阻力无驱动、有阻力有驱动3种情况下的运动进行了计算机模拟，并对运动情况进行了分析．     

基于MATLAB平台的分形图形的模拟

本文介绍了分形几何中的Sierpinski地毯和Vicsek图形,讨论了MATLAB平台下采用向量化编程技术绘制Sierpinski地毯和Vicsek图形的问题,并给出了向量化程序和运行结果.     

MATLAB在有限域教学中的应用

在＂代数与编码＂课程中,有限域理论是学习纠错码的基础。学生普遍感到有限域理论抽象难懂。在有限域的理论教学中应用MATLAB,不仅激发了学生的学习兴趣,而且加深了学生对有限域理论的理解。     

Ionic colloidal crystals of oppositely charged particles

Colloidal suspensions are widely used to study processes such as melting, freezing and glass transitions. This is because they display the same phase behaviour as atoms or molecules, with the nano- to micrometre size of the colloidal particles making it possible to observe them directly in real space. Another attractive feature is that different types of colloidal interactions, such as long-range repulsive, short-range attractive, hard-sphere-like and dipolar, can be realized and give rise to equilibrium phases. However, spherically symmetric, long-range attractions (that is, ionic interactions) have so far always resulted in irreversible colloidal aggregation. Here we show that the electrostatic interaction between oppositely charged particles can be tuned such that large ionic colloidal crystals form readily, with our theory and simulations confirming the stability of these structures. We find that in contrast to atomic systems, the stoichiometry of our colloidal crystals is not dictated by charge neutrality; this allows us to obtain a remarkable diversity of new binary structures. An external electric field melts the crystals, confirming that the constituent particles are indeed oppositely charged. Colloidal model systems can thus be used to study the phase behaviour of ionic species. We also expect that our approach to controlling opposite-charge interactions will facilitate the production of binary crystals of micrometre-sized particles, which could find use as advanced materials for photonic applications.     

带电椭球粒子对电磁波的散射

通过求解给定边界条件下的Maxwell方程，给出了带电长椭球粒子对正入射于介质上的电磁波的散射解。在椭球坐标系下对矢量波方程进行分离变量，其解为关于椭球波函数的表达式。在边界条件的处理上，以往不考虑带电情况时仅采用椭球边界上电磁场切向分量连续的条件，而当考虑粒子带电以后，我们对磁场分量连续的条件进行了修正，并引入了面电导率参数。通过讨论发现，散射强度函数除了和以往考虑的几何物理参数有关外，还和面电导率紧密相关，而且面电导率的大小决定是否考虑带电影响。     

单色光杨氏干涉图样计算机写真

在分析MATLAB颜色显示方法的基础上,通过构建插值函数建立了可见光波长与MATLAB色谱矩阵参数的映射关系.依据这一映射关系,把按照真实实验参数计算获得的杨氏干涉实验干涉图样的强度分布,变成了用于干涉图样显示的色谱矩阵,从而实现了单色光杨氏干涉实验的计算机写真.这种方法可广泛用于与可见光有关的物理现象的讨论与分析.     

电磁场的能量和动量

通过分析匀强磁场中平行板电容器内导体棒的运动,把电磁场的能量和动量这两个较为抽象的概念具体化．运用这一简单的模型分析并论证了电磁场具有能量和动量,且可与机械动能和动量相互转换,在转换过程中遵循守恒定律。     

电机与电力拖动实验的计算机仿真

利用MATLAB中的SIMULINK对电力拖动实验进行了仿真，建立直流他励电动机和交流异步电动机的仿真模型，观察电动机在各种状态下的机械特性曲线；将仿真软件的教学与实际电机实验相结合，为学习《电机与电力拖动》课程提供更多的方法。