资源描述：
《用matlab模拟电子在磁场中的运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、本科毕业设计（论文）(2014届)题目：用matlab模拟二维带电粒子在非均匀磁场下的运动学院：专业：学生姓名学号：指导教师：职称：副教授合作导师：职称：完成时间：成绩：浙江师范大学本科毕业设计(论文)正文目录摘要1关键词1英文摘要.1英文关键词11引言22电子在磁场中运动引起的现象及应用32.1全天空图像和紫光图像的极光事件42.2粒子加速器42.3军事中的电磁炮42.4计算机模拟电子在磁场中的运动53计算机模拟电子在磁场运动53.1matlab解微分方程53.2带电拉子在磁场中的运动规律63.3二维带电粒子的蛇形轨道74.总结和
2、展望11参考文献12摘要:带电粒子在非均匀磁场中的运动能产生很多有趣的现象和应用。本文用matlab模拟了二维带电粒子在非均匀磁场中的运动轨迹。将粒子的运动方程转化为一阶常微分方程组，用matlab的ode45命令可求解粒子的运动轨迹。我们模拟的目标是研究蛇形轨道。考虑的垂直磁场有一个零磁场区域。在此区域两侧的磁场都是均匀的，方向相反。在合适的入射态下，我们得到了蛇形轨道。关键词：matlab；带电粒子；非均匀磁场；蛇形轨道Matlabsimulationonthetwo-dimensionalmovementofchargedpa
3、rticlesininhomogeneousmagneticfieldsYUXiong-tingDirector:ZHAI-Feng(Professor)Abstract：Themotionofchargedparticlesininhomogeneousmagneticfieldgivesrisetomanyinterestingphenomenaandapplications.Inthisthesiswesimulatethemotionoftwo-dimensionalchargedparticlesininhomogeneo
4、usmagneticfieldsbythematlabsoftware.Aftertheequationofmotionistransformedintoordinarydifferentialequationswithfirstorder,theorbitofparticlescanbesolvedbytheode45functioninmatlab.Theaimofoursimulationistostudythesnakeorbit.Theconsideredperpendicularmagneticfieldhasazero
5、-fieldregion.Themagneticfieldsontheleftandrightofthisregionarehomogeneousbuthaveoppositedirections.Underproperincidentconditions,thesnakestatesareobtained.KeyWords:matlab；chargedparticles;inhomogeneousmagneticfields;snakeorbits1引言带电粒子在磁场中的运动时要受到磁场对它的作用力。研究带电粒子在磁场中的运动情况
6、在近代物理学的许多方面有着十分重要的意义，而且有许多的应用，比如回旋加速器、磁聚焦、电子荷质比测定、质谱仪等等[1]。这些应用都涉及到粒子的运动轨迹[1]。在理论上，涉及到带电粒子在磁场中运动情况的问题时,通常是从物理概念进行研究和总结从而得出的结论。在进行电磁方面的实验时，由于条件的限制,我们往往不能直观的观察到实验结果。因此我们在探究电子在磁场中的运动的情况时,往往感到较为抽象,不易于掌握。另外,在实际情况中,有时需要研究拥有一定初始条件入射的带电粒子,这其中还需要对入射粒子的分布情况(包括入射速度与入射角度的分布情况)进行研究
7、。在一般的电磁学实验中对这部分内容的研究,由于受到实验条件的限制,一般很难进行。Matlab可以用图象和图形来表征时间和空间变化的物理量或物理现象,有助于把抽象思维化为形象思维[2],开拓学生的视野,激发学习兴趣,启迪思维,从而获得一种解决问题的方法。把Matlab运用于理工科特别是普通物理的教学中,在理工科教学中引人计算机辅助教学,改革传统的理工科教学模式,有很大的应用前景。这些应用对于高中物理教学同样也有一定的帮助。我们采用MATLAB语言,编写了一个源程序,能比较直观形象地模拟和演示带电粒子在磁场中的运动情况，并掌握带电粒子在
8、磁场中的运动路线。显然，计算机模拟已经成为了解决数学、物理学等问题的一个非常有效的方法。本论文主要研究利用matlab描述二维电子在非均匀磁场中的运动，改变电子的初始状态，得到电子的运动轨迹。论文的主要内容包括：第二章概述电子在磁场中
