静电场描绘仿真实验研究
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静 电场描 绘 仿真 实 验研Biblioteka 究 刘 波 , 明 旭 裴
( 苏技 术 师 范 学院 数理 学 院 , 苏 常 州 江 江 230) 10 1
摘
要: 利用 E MA cit 言设计静 电场描绘仿真实验 , C Sr 语 p 同时考虑系统误差和随机误差对实验 的影 响, 仿真实
验结果很好地符合真实实验情况。
了解 决 这 个 难 题 , 般 采 用 稳 恒 电 流场 来 模 拟 静 电场 【 实验 所 使 用 的仪 器 大 多 为 双 层 静 电场 描 绘 一 “ 。
仪, 而采 用 的导 电介 质 主 要 有 三 种材 料 : 电纸 、 和 镀 有 IO膜 的导 电玻璃 。 中导 电 纸价 格 便 宜 , 导 水 T 其 实验 成 本 低 廉 , 是 导 电 纸涂 层 不 均 匀 , 但 接触 电阻 不 稳 定 , 且容 易 破 损 , 得 实 验 误 差 较 大 【 使 2 ] 作 为 。水 弱 电解 质 , 外 加 直 流 电 源 的作 用 下 会 产生 氢 气 和 氧 气 , 电极 表 面 氧 化 , 在 使 同时 水 分 子 的极 化 也 会破 坏 模 拟 条 件 , 响模 拟 效 果 。 影 虽然 人 们 对 实 验 进行 了改 进 , 采用 交 流 电源 代 替 直 流 电源 避 免 了 水分 子
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1 仿 真 实验 设 计
本 文 主 要 讨 论 同轴 圆柱 静 电场 的仿 真 实 验 设 计 。 真 实验 程 序 运行 部 分 采 用 欧 洲 计 算 机 制 造 商 仿 协 会 主 导 制 订 的 E MA cit 本 语 言 来 设 计 f, 采 用 嵌 入 We C Sr 脚 P 并 6 】 b页 面 的方 式 运 行 。 页 面 主 框 架 架 构
关键词 : 静电场 ; 仿真实验 ; C A cp ; E M Sr t 误差 i 中图分类号 : 4 1 0 4 文献标识码 : A 文章编号 :17 — 5 2 2 1 )2 0 5 — 4 6 4 82 (0 0 1 — 0 0 0
0 引 言
静 电场 描 绘 作 为 大学 物 理 电磁 学 的 一 个基 本 实 验 , 全 国各 所 高 校 已普遍 开 展 。 由 电磁 场 理 论 在 可 知 电场 线 实 际上 不 是 客 观 存在 的 , 是 为 了方 便 描 述 静 电 场 的性 质 而 人 为假 设 的 。 而 , 实 际 描 只 然 要 绘 出静 电荷 周 围 的 电场 是很 难 的 , 为 深入 静 电场 探 针上 的感 应 电荷 会 影 响 原 有 的 电场 分 布 。 为 因
使仿 真 实 验 环 境 和 实 验 结果 更 接 近 真 实 实验 情 况 。
收稿 日期 : 0 0 0 — 5 2 1— 8 0
作者简介 : 刘波 (9 7 )男 , I 7一 , 江苏常州人 , 讲师 , 硕士 , 丰要研究方 向凝聚念物理。
第 1 2期
刘 波 裴 明旭 : 电场 描 绘仿 真 实验 研 究 静
电解和极化等不利 因素 , 1 但不 可避免 电极易生锈 , 液面厚度不均匀 , 而且 每次实验需换水 给实验带
来 很 大 不 便 。IO 度膜 的 导 电玻 璃 作 为一 种 新 型材 料 , T 电阻 均 匀 度 较 好 , 次 实 验不 需 更 换 , 三 种 每 是
电解 质 中模 拟 效 果最 好 的[。江 苏 技术 师 范学 院采 用 I O膜 的导 电玻 璃 开展 模 拟 静 电场 实 验 已有 多 2 1 T
年 , 然 IO膜 的导 电玻 璃 具 有 一 定 耐 磨 性 , 对 于 面 向全 校 两 千 多 理 工 科 学 生 所 开设 的 普 通 物 理 虽 T 但 实验 , 往 1 左 右 镀 膜 层 已是 划 痕 累 累 , 往 年 导致 实 验 误 差 偏 大 , 别 在 测 量 较 大 电势 值 时 误 差 常 常 超 特
第 1卷 1 期 2 16年 第12月 00 2
江 苏 技 术 师 范 学 院 学 报
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Vo. 6No 1 1 . .2 1 De 一 2O1 c 0
能 很好 地 描 绘 各种 不 同 的 电场 线 。 作 为仿 真 实 验 , 些 计 算 机 所 编译 的程 序 都 是 不 合 适 的 , 但 这 因为他
们 都 忽 略 了真 实 实 验 中一 个 不 可 避 免 的 问题 —— 误 差 。 据 误 差 理论 可知 , 根 即使 最 先 进 的设 备 , 苛 最 刻 的实 验 条 件 也 不 可 能 避 免 随机 误 差 的产 生 。 如果 不 考 虑 误 差 对 实 验 的 影 响 , 会 导 致 每 次 实 验 结 则 果 都 相 同 , 就 丧失 了 实验 的真 实 性 。 文 所 介 绍 的静 电场 仿 真 实 验 充 分 考虑 了误 差 对 实 验 的影 响 , 也 本
过 2 %。如 果 每 年 更 换 镀 膜玻 璃 的话 , 实验 成 本 将 远远 大 于导 电纸 和 水 介 质 , 0 那 因此 , 虑 采 用计 算 考
机 进 行 静 电场 描 绘 仿 真 实验 。近 来 , 已经 有 许 多文 章对 静 电 场 的 计算 机模 拟进 行 了讨 论 , 而且 都
基 于 万 维 网联 盟 ( r d bC not m) 定 的 X ML11+Ma ML20+S G 11复 合 标 准 woi WieWe osru 制 d i HT . t . h V . 规 范 I。其 中 , T (Xes l H pret ru agae可 扩 展 超 文本 置 标 语 言 ). 是 目前 最 7 _ XH ML e t i e yeT X Mak pLnIg nb l 11版