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文檔簡介

2.8帶電粒子在任意電磁場中的運動仿真實驗一、實驗目的(1)了解和掌握電磁場、洛倫茲力、電場力等相關基礎知識。(2)進一步掌握MATLAB軟件的基本使用方法。(3)能夠仿真展示出帶電粒子在任意電磁場中的運動圖像。二、預習要求(1)了解電磁場、洛倫茲力、電場力的基本概念、定義和性質(zhì)。(2)會計算帶電粒子在電場和磁場中的受力。(3)掌握MATLAB軟件的基本使用和繪圖指令的用法。三、實驗原理帶電粒子在電磁場中的運動在實際中有著很重要的應用。普通物理電磁學討論的一般都是勻強場的情況,而實際情況往往是非勻強場和時變場。這里,利用MATLAB軟件編寫一個面向任意電磁場的程序,只要輸入電場和磁場在坐標系下的分量表達式以及初始條件,運行程序就可以得到帶電粒子在該電磁場中運動的徑跡,并且可以用動畫的形式演示出來。設質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子,在電磁場中的受力為

動力學方程為

（2.8-1)

（2.8-2)在直角坐標系下,有帶入動力學方程可得

（2.8-4）四、實驗儀器計算機： 1臺MATLAB軟件： 1套五、實驗內(nèi)容設初始條件為t=0,x(0)=0,y(0)=0,z(0)=0,v=v0,則上述動力學方程和初始條件就構(gòu)成了常微分方程組初值問題。直接調(diào)用MATLAB軟件中解常微分方程組初值問題的ode庫函數(shù),即可得到帶電粒子運動徑跡的數(shù)值解。六、注意事項(1)確保采用的MATLAB函數(shù)使用正確。(2)確保MATLAB程序編寫正確無誤。七、報告要求(1)按照標準實驗報告的格式和內(nèi)容完成實驗報告。(2)完成數(shù)據(jù)整理、計算和繪圖工作。

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