利用Working Model模拟电荷在示波器中的运动

在MSC.Working Model.2D中模拟电荷在有界电场或磁场中的运动，需要用到简单的编程控制。

现以电荷在示波器中的运动为例，谈一谈有界力场的设置方法。

1 控制器构建

首先在“Define”菜单中，创建两个卷滚条，分别控制加速电场和偏转电场的强弱。

双击卷滚条，可以编辑卷滚条控制的数据范围和变化步长，可以按照需要进行调节。

然后选择“长方形”工具，按照图示搭建运动电荷、加速电场电容器、偏转电场电容器和荧光屏，这些搭建都是象征性的，真正的有界力场是在后台用函数划分的。

下面就是最核心的地方了，在“World”菜单中选择“Force Field”命令，设置加速电场和偏转电场。

2 加速电场构建

在y轴的左侧设置加速电场；当电荷的横坐标为负值时，作用在电荷上的水平向右的力为电荷量与加速卷滚条对应数值的乘积，即

Fx=if(self.p.x<0,self.charge * input[2],0)

3 偏转电场构建

在y轴的右侧设置加速电场；当电荷的横坐标为介于0与4之间是，作用在电荷上的竖直向上的力为电荷量与偏转卷滚条对应数值的乘积，即

Fy=if(self.p.x>0,if(self.p.x<4,self.charge * input[3],0),0)

设置完毕之后，您可能发现屏幕上并没有什么变化，因为所有的设置都在后台，前台看不到，但是有界的加速电场和偏转电场都已经符合要求了。

4 暂停时机设置

需要指出的是，电荷撞击荧光屏之后，会发生反弹和滚动。为了防止上述现象的出现，需要在电荷到达荧光屏的瞬间停止运行。

这时，可以在“World”菜单中选择“Pause Control”命令，把程序暂停的条件设置为

body[1].p.x>8

即当电荷的横坐标大于8，抵达荧光屏所在位置的时候，程序停止运行，电荷就像吸附在了荧光屏上一样。

前提是要同时选中电荷和荧光屏，忽略两者之间的碰撞。

6 效果呈现

隐去网格，利用卷滚条设置好合适的加速电场和偏转电场，用鼠标单击“RUN”按钮，神奇的一幕就呈现在屏幕上了。

通过改变加速电场和偏转电场，可以观察到加速电场和偏转电场对电荷偏转位移和偏转角的影响。

也可以分别改变电荷的质量和电量，观察质量和电量对电荷运动的影响。如果您真的这样做了，您就会发现这种操作只改变了电荷运动的快慢，并不会改变电荷的偏转位移和偏转角。

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