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python畫電場強度

方一強1年前10瀏覽0評論

Python是一種強大的編程語言,可以用來進行許多計算和數據處理的任務,其中包括繪制電場強度。

# 導入需要使用的庫
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定義電場強度的計算函數
def E(q, r0, x, y):
"""返回點(x,y)在點(r0[0],r0[1])處由點電荷q產生的電場強度"""
den = np.hypot( x - r0[0], y - r0[1] ) ** 3
return q * (x - r0[0]) / den, q * (y - r0[1]) / den
# 確定電荷和其位置
charges = []
charges.append((1, (-1, 0)))
charges.append((-1, (1, 0)))
# 創建網格
nx, ny = 64, 64
x = np.linspace(-2, 2, nx)
y = np.linspace(-2, 2, ny)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
# 計算電場強度并將其繪制
Ex, Ey = np.zeros((ny, nx)), np.zeros((ny, nx))
for charge in charges:
ex, ey = E(*charge, x=X, y=Y)
Ex += ex
Ey += ey
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
ax.quiver(X, Y, Ex, Ey)
ax.set_xlabel('$x$')
ax.set_ylabel('$y$')
ax.set_xlim([-2, 2])
ax.set_ylim([-2, 2])
plt.show()

以上代碼使用了numpy和matplotlib庫,通過定義函數計算電場強度,并使用quiver函數繪制向量圖。

在上述代碼中,我們定義了兩個電荷并確定了它們在x和y軸上的位置。我們還創建了一個nx和ny大小的網格,并在每個點上計算了電場強度。最后,我們使用quiver函數繪制了電場強度,其中向量的大小表示電場強度的大小和方向。