Консультация № 181165
08.12.2010, 15:31
53.15 руб.
08.12.2010, 16:21
0 36 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу Вас ответить на следующий вопрос:


Пожалуйста помогите :


я написала программу на языке Maple, но в конце не дает график............ что я не правильно делала????????7

Приложение:
Моделирование рассеивания альфа- частиц

Одним из фундаментальных доказательств существования ядра у атомов стал опыт с бомбардировкой тонкой фольги из металла альфа- частицами с высокой энергией. Если бы «массивных» ядер не существовало, то альфа- частицы должны были бы спокойно пролетать сквозь тонкую фольгу, практически не отклоняясь. Однако, как физики и ожидали, некоторая часть частиц испытывала сильное отклонение и даже поворачивала назад. Очевидно, что имели место отскоки (упругие столкновения) с малыми, но массивными ядрами металла фольги.

В нашем распоряжении, увы (а может быть и к счастью), нет ускорителя альфа- частиц. Так что мы, не опасаясь облучения и очередной Чернобыльской катастрофы, сможем смоделировать это интереснейшее физическое явление с помощью математической системы Maple 7. Причем спокойно сидя перед своим домашним компьютером и глубокомысленно наблюдая за траекториями полета альфа- частиц.

Итак, пусть в нашем теоретическом опыте альфа- частицы с энергией 4 МэВ рассеиваются тонкой золотой фольгой. Рассчитать траекторию частицы, приближающейся к ядру атома Аи. Прицельное расстояние р равно 2*10-15 м. Приступим к решению задачи и зададим вначале систему дифференциальных уравнений для траектории альфа- частицы:


Введем исходные числовые данные для вычислений:

> ql:=2*i;6e-19:q2:=79*1.6e-19:massa:=4*1.67e-27:EO:=8.85e-12: a:=4e-13:

p:=5e-15:T:=4e6*1.6e-19:V0x:=sqrt(2*T/massa):

Создадим графическую структуру решения нашей системы дифференциальных уравнений для нескольких расчетных отклонений линии движения альфа- частицы от центра ядра атома, находящегося на ее пути:

> with(DEtools):ss:=DEplot({sys},{y(t),x(t)},t=0..7e-20.

[[x(0)=-a,D(x)(0)=VOx,y(0)=p,D(y)(0)=0].

[x(0)=-a,D(x)(0)=VOx,y(0)=p*4.D(y)(0)=0],

[x(0)=-a,D(x)(0)=VOx,y(0)=p*8,D(y)(0)=0],

[x(0)=-a,D(x)(0)=VOx,y(0)=p*12,D(y)(0)=0].

[x(0)=-a;D(x)(0)=VOx,y(0)=p*16,D(y)(0)=0],

[x(0)-a.D(x)(0)-VOx.y(0)-p*20,D(y)(0)-0].

[x(0)=-a,D(x)(0)=VOx,y(0)=p*24,D(y)(0)=0],

[x(0)=-a,D(x)(0)=VOx,y(0)=p*28,D(y)(0)=0]],

x(t)=-a..a,scene=[x(t),y(t)],stepsize=le-21,1inecolor=bl ack):

> with(plottools):yy:=circle([0.0],2E-14,color=red,thickness=2):

Warning, the name translate has been redefined

Построим центр ядра (кружок со знаком +) и траектории альфа- частиц:

> ss2:=PLOT(TEXT([0.-0.3e-14],'+'), FONT(HELVETICA, OBLIQUE.14)):

Осталось построить график траекторий движения альфа- частиц вблизи центра атома: i

> with(plots):

Warning, the name changecoords has been redefined

> disp1ay([ss,yy,ss2],tit1e='Pacceивание а-частиц',axes=framed);

Обсуждение

Неизвестный
10.12.2010, 11:15
общий
Адресаты:



спасибо большое.......... еще можно вопрос?
если можно: как делать так чтоб анимация тоже была.......... чтоб альфа-частица летела на графике Maple-а?
давно
Академик
320937
2216
10.12.2010, 11:18
общий
Неужели заработало?
Неизвестный
10.12.2010, 11:23
общий


нет пока график не получается.я посмотрела книгу " Дьяконов - Maple 9.5/10 в математике, физике и образовании "......... там есть эта задача......... он решил так же как я............ но унего в книге получилось график.............. но когда я в Maple пишу то что он написал Maple не дает шрафик а цифры как уже вы тоже видели............. в предедущим сообщение я это написала
давно
Академик
320937
2216
10.12.2010, 11:57
общий
Тогда давайте последовательно. Хоть какой-то график построить удается? Самый простой?
Неизвестный
10.12.2010, 12:17
общий
Адресаты:


график построить удается.......но не по теме рассеивания альфа- частицы................ а про тунелный диод............
давно
Академик
320937
2216
10.12.2010, 12:30
общий
скидывайте программу, где график строится
Неизвестный
10.12.2010, 19:44
общий
Адресаты:


вот программа для потенциального барьера................... работает нормаль но и дает графики......графики я преклепила в word-овском файле



> restart:
>U0:=40:m:=1/2:h:=1: assume(E>0,E<U0):
>epsilon:=(2*m/h^2)*E;
> eq1:=diff(phi1(x),x$2)+(2*m/h^2)*E*phi1(x);
eq2:=diff(phi2(x),x$2)+(2*m/h^2)*(E-U0)*phi2(x);
eq3:=diff(phi3(x),x$2)+(2*m/h^2)*E*phi3(x);
eq4:=diff(phi4(x),x$2)+(2*m/h^2)*(E-U0)*phi4(x);
eq5:=diff(phi5(x),x$2)+(2*m/h^2)*E*phi5(x);
>ode:=eq1,eq2,eq3,eq4,eq5:
ics := phi1(3)=phi2(3),phi2(2)=phi3(2),
phi3(1)=phi4(1),phi4(0)=phi5(0),
D(phi1)(3)=D(phi2)(3),D(phi2)(2)=D(phi3)(2),
D(phi3)(1)=D(phi4)(1),D(phi4)(0)=D(phi5)(0),
phi1(0)+I*phi1(Pi/2/sqrt(epsilon))=2, phi5(0)-I*phi5(Pi/2/sqrt(epsilon))=0 ;
>R:=dsolve({ode,ics}):
> assign(R);
>S:=simplify(subs(x=0,phi5(x)));
>T:=simplify(S*conjugate(S));
>r:=simplify(subs(x=0,phi1(x))-1):r2:=simplify(evalc(r*conjugate(r)));
> simplify(r2+T);
>Q:=4*epsilon*(U0-epsilon)/(4*epsilon*(U0-epsilon)+U0^2*sinh(sqrt(U0-epsilon))^2);
>simplify(T-Q);
> evalf(subs(E=38,T)); evalf(subs(E=38,Q));
> evalf(subs(E=42,T)); evalf(subs(E=42,Q));
> plot({T,Q},E=0..4*U0,style=[line,point]);

> plot({T,Q},E=0..U0,style=[line,point]);
Прикрепленные файлы:
fe190e58db7952f9f92217713744db1f.docx
давно
Академик
320937
2216
11.12.2010, 09:10
общий
Добрый день, будет время во только вторник, попробую посмотреть, если только кто-либо из экспертов не решит проблему.
давно
Академик
320937
2216
14.12.2010, 21:33
общий
Добрый вечер!

ss2:=PLOT(TEXT([0,-0.3e-14],`+`), FONT(HELVETICA, OBLIQUE.14))

1. Должны быть одиночные кавычки (апострофы) '+'
2. Должно быть OBLIQUE,14 запятая, а не точка
Цитата: 347014
disp1ay([ss,yy,ss2],tit1e=`Pacceивание а-частиц`


Ошибки в ключевых словах
Должно быть display title
Вновь апострофы
Проверьте, пожалуйста, синтаксические ошибки и пришлите еще раз в мини-форум

Добавлено. Могу только предположить (так как проверить не на чем):
Вы неправильно набрали команду disp1ay. Исполняющая среда сначала подставляет в эту команду (функцию) параметры, которые удается вычислить, затем, поскольку данная команда системе неизвестна (а Исполнитель не понимает, что здесь синтаксическая ошибка, а считает команду просто неопределенной),
эта команда вместе с уже вычисленными параметрами просто распечатывается.
Неизвестный
14.12.2010, 22:48
общий
Адресаты:




спасибо большое... у меня программа работала.....теперь остается подумать про аннимацию. чтоб альфа частица двигалась на графике..я думаю над этим....как можно делать аннимацию..........чтоб частица летела на графике...... я график получила.вот текст программы:


> restart:
> pi:=3.14;

pi := 3.14

> sys:=diff(x(t),t$2)=q1*q2*x(t)/(4*pi*E0*massa*(x(t)^2+y(t)^2)^(3/2)), diff(y(t),t$2)=q1*q2*y(t)/(4*pi*E0*massa*(x(t)^2+y(t)^2)^(3/2));

2
d q1 q2 x(t)
sys := --- x(t) = .07961783440 ---------------------------,
2 2 2 3/2
dt E0 massa (x(t) + y(t) )

2
d q1 q2 y(t)
--- y(t) = .07961783440 ---------------------------
2 2 2 3/2
dt E0 massa (x(t) + y(t) )

> q1:=2*1.6e-19:q2:=79*1.6e-19:massa:=4*1.67e-27:E0:=8.85e-12: a:=4e-13:
>
>
>
> p:=5e-15:T:=4e6*1.6e-19:V0x:=sqrt(2*T/massa):
>
>
>
>
> with(DEtools):ss:=DEplot({sys},{x(t),y(t)},t=0..7e-20, [[x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p,D(y)(0)=0],
>
>
>
> [x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*4,D(y)(0)=0],
>
>
>
> [x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*8,D(y)(0)=0],
>
>
>
> [x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*12,D(y)(0)=0],
>
>
>
> [x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*16,D(y)(0)=0],
>
>
>
> [x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*20,D(y)(0)=0],
>
>
>
> [x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*24,D(y)(0)=0],
>
>
>
> [x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*28,D(y)(0)=0]],
>
>
>
> x(t)=-a..a,scene=[x(t),y(t)],stepsize=1e-21,linecolor=black):
>
>
>
>
> with(plottools):yy:=circle([0,0],2E-14,color=red,thickness=2):
>
>
>
>
Warning, new definition for translate
> ss2:=PLOT(TEXT([0,-0.3e-14],`+`), FONT(HELVETICA, OBLIQUE,14)):
>
>
>
>
> with(plots):
>
>
>
>
> display([ss,yy,ss2],title=`рассеивание альфа-частиц`,axes = framed);
>
давно
Академик
320937
2216
15.12.2010, 09:31
общий
это ответ
Здравствуйте, Посетитель - 347014!
Добрый вечер!
Поскольку у меня нет доступа к самому пакету, ответ даю по анализу текста программы.
Ваша программа содержит ряд синтаксических ошибок. Например, указано
ss2:=PLOT(TEXT([0,-0.3e-14],`+`), FONT(HELVETICA, OBLIQUE.14))
1. Должны быть одиночные кавычки (апострофы) '+'
2. Должно быть OBLIQUE,14 запятая, а не точка
Цитата: 347014
disp1ay([ss,yy,ss2],tit1e=`Pacceивание а-частиц`
Ошибки в содержатся в ключевых словах display, title.
Вы неправильно набрали команду disp1ay. Исполняющая среда сначала подставляет в эту команду (функцию) параметры, которые удается вычислить, затем, поскольку данная команда системе неизвестна (а Исполнитель не понимает, что здесь синтаксическая ошибка, а считает команду просто неопределенной),
эта команда вместе с уже вычисленными параметрами просто распечатывается.
Удачи!
давно
Академик
320937
2216
15.12.2010, 09:33
общий
Доброе утро! По поводу анимации поищу завтра, но проверить негде, если разберусь - дам пример в мини-форуме.
Неизвестный
15.12.2010, 19:18
общий
Адресаты:


сасибо
Неизвестный
15.12.2010, 19:55
общий
График содержит 8 кривых. Как именно Вы хотите, чтобы происходила анимация? по каждой кривой (одновременно, поочередно)?
Используйте в Maple функцию animate.
Неизвестный
15.12.2010, 22:34
общий



спасибо.....попробую
Неизвестный
16.12.2010, 23:46
общий


я использовала фурнкцию animate......... но при этом график делает колебания...................... а не альфа -частица.....которая должна по всем этим кривыми двигаться,т.е. летать.....................................
помогите пожалуста.........как делать это? чтоб частица летала
Неизвестный
17.12.2010, 06:29
общий
Я не силен в Maple, но судя по всему, animate нужно применять к yy.
давно
Академик
320937
2216
17.12.2010, 08:02
общий
Доброе утро! Текст выкладывайте, посмотрим ;)
Неизвестный
17.12.2010, 10:49
общий
Адресаты:



вечером я отправлю вам текст........если до вечера не получится решить сама..............
Неизвестный
22.12.2010, 21:32
общий
Адресаты:



здравствуете........... этим делается анимация чтоб частица двигалась по траектории..... помогите это использовать для моей задачи...для альфа-частиц

> with(plots); p := dsolve({y(0) = 1, (D(y))(x) = y(x)}, y(x), type = numeric);
> odeplot(p, [x, y(x)], -1 .. 1, frames = 20);

Полёт частицы по траектории, полученной решение дифура:
p:=dsolve({D(y)(x) = y(x), y(0)=1}, type=numeric, range=-3.5..1.5):
q:=seq([rhs(p(-3.5+5*k/100)[1]),rhs(p(-3.5+5*k/100)[2])],k=0..100):
Q:=seq(plottools[disk](q[i],0.05,color=red),i=1..101):
plots[display](Q,insequence=true);

давно
Академик
320937
2216
22.12.2010, 22:40
общий
Добрый вечер! Время будет только в понедельник, зачетная неделя. Попробую посмотреть, но только самого пакета нет, чисто умозрительно.
Неизвестный
22.12.2010, 22:43
общий
Адресаты:



спасибо.. вам большое..вы меня очень помогайте........
но наверно я это сама буду делать .это мне завтра нужно.........
давно
Академик
320937
2216
22.12.2010, 22:54
общий
Если у Вас получится, не сочтите за труд, скиньте, пожалуйста, результат, кому-то в будущем поможет.
Неизвестный
22.12.2010, 23:03
общий
Адресаты:


хорошо.......скину.................
спасибо
Неизвестный
23.12.2010, 18:54
общий
Адресаты:


здраствуете.............. у меня получилось ............сейчас напишу текст программы
Неизвестный
23.12.2010, 18:55
общий
Адресаты:


restart:
pi:=3.14:
q1:=2*1.6e-19:q2:=79*1.6e-19:massa:=4*1.67e-27:E0:=8.85e-12: a:=4e-13:
p:=5e-15:T:=4e6*1.6e-19:V0x:=sqrt(2*T/massa): sys:=diff(x(t),t$2)=q1*q2*x(t)/(4*pi*E0*massa*(x(t)^2+y(t)^2)^(3/2)), diff(y(t),t$2)=q1*q2*y(t)/(4*pi*E0*massa*(x(t)^2+y(t)^2)^(3/2)):
P:=dsolve({sys,x(0)=-a,D(x)(0)=V0x,y(0)=p*4,D(y)(0)=0},numeric):
q:=seq([rhs(P(7e-20*k/100)[2]),rhs(P(7e-20*k/100)[4])],k=0..100):
tr:=plot([q=],linestyle=4,color=black):
yy:=plottools[circle]([0,0],2e-14,color=red,thickness=2):
ss2:=PLOT(TEXT([0,-0.3e-14],`+`), FONT(HELVETICA, OBLIQUE,14)):
Q:=seq(plottools[disk](q[i],0.7e-14,color=red),i=1..101):
R:=seq(plots[display]([tr,yy,ss2,Q[i]]),i=1..101):
plots[display](R,insequence=true,view=[-5e-13..5e-13,0..5e-13],title=`Рассеивание альфа-частиц`,titlefont=[HELVETICA, OBLIQUE,18],scaling=constrained,axes=framed);
Неизвестный
23.12.2010, 18:56
общий
Адресаты:



там меняя интегральные кривые получаем анимация для разныз интегральных кривых
давно
Академик
320937
2216
23.12.2010, 19:15
общий
Спасибо большое.
Неизвестный
24.12.2010, 00:45
общий
Адресаты:


не за что......

с уважением
Неизвестный
24.12.2010, 00:45
общий
Адресаты:


не за что......

с уважением
Форма ответа