Kompyuterda fizika tajribalari

Kompyuterda fizika tajribalari Reja: 1. Ikki o'lchovli harakat haqida 2. Boshlang'ich shartlar: koordinata va tezliklar 3. harakat tenglamasini integrallash 4. Zarrachalarni yashik devoridan kaytishi 5. Ekranda tasvirlash. Multiplikatsiya 1. Kirish. Ikki o'lchovli harakat haqida Tabiatda gaz, suyuqlik, qattiq jism kabi moddalar ko'p mikrozarrachalardan iborat bo'lib bu zarrachalar murakkab qonunlar bo'yicha o'zaro ta'sirlashuvda bo'ladi. Agar moddalardagi zarrachalar sonini tasavvur kilsak ( ~ 1020 1022 sm -3 ) xar bir zarra harakatini kuzatish uchun 1020 tartibdagi Nyuton tenglamalar sistemasini yechishga to'g'ri keladi. Buni inson kulda bajarish mumkin emas. hozirgi kunga kelib kompyuter resurslari ~ 105 va undan yuqori tartibdagi tenglamalar sistemasini integrallashga imkon beradi. Zarrachalararo ta'sirlashuv qonunlarini bilgan holda gazlardagi molekulalar harakatini kompyuterda modellashtirish mumkin. Bunda zarrachalar harakati klassik mexanika qonunlariga boysunadi deb karaladi. Zarralararo ta'sirlashuvni molekulyar fizikada malum bo'lgan fenomenologik formulalar orqali ifodalanadi. Masalan Leonard-Jons potentsiali V(r) = 4 [(r) 12 - (r) 6] (1) ko'pgina real gazlarning molekulalarini ta'sirlashuv tabiatiga mosdir. Soddalashtirilgan sistemalarni o'rganish - modellash metodlarini o'rganishda dastlabki muhim kadam hisoblanadi. Bunga misol qilib ikki o'lchovli yashikka kamalgan zaryadln zarrachalarni olish mumkin. Zaryadlar o'zaro Kulon V(r) = q1 q2 r = q2 r =Z2 r (2) (Z2= q1q2 r = q2 r) qonuniga asosan itarishishi tufayli o'zaro uzoqlashishi tabiiy. Lekin yashik devorlari elastik qaytaruvchi deb hisoblasak ( qattiq chegaraviy shart) juda sodda model hosil bo'ladi. Albatta, yashik devorlari bilan to'qnashganda boshqacha ( davriy chegaraviy ) shartlardan foydalanilsa model yanada mukammallashadi. Zarralarni ikki o'lchovli harakatiga ko'plab real misollar keltirish mumkin. Masalan qattiq jismlarda sirtiy o'tkazuvchanlik, o'ta anizotrop kristallardi atomlar tebranishi yoki elektronlar harakati, geteroperexod lardagi kvantlangan elektron gazlar v.x. Lekin bundan uch o'lchovli sistemalarni modelini yaratish murakkab ekan deb hisoblamaslik kerak. Bizni asosiy maqsadimiz: ikki o'lchovli sodda sistema orqali kompyuterda modellash metodlari bilan o'quvchini tanishtirishdir. Bunda o'quvchi zarralar harakatini displey ekranida bevosita vizual kuzatishni dasturlashda kiynalmaydi. Biz o'quvchini: Nyutonni harakat tenglamasi, birinchi tartibli differensial tenglamani takribiy integrallash (Eyler metodi) va Paskal tili bilan kisman tanish deb hisoblaymiz. Lekin bu katiy talab emas. Kuyida bu tushunchalarni misollar jarayonida imkon boricha oydinlashtirib borishga harakat kilindi. 2. Boshlang'ich shartlar: koordinata va tezliklar Displey ekranini ikki o'lchovli yashik deb olamiz, u holda yashik kengligini GetMaxX - ekranni maksimal kengligini qiymatini beruvchi operator, yashik balandligini esa GetMaxY - ekranni maksimal balandligini qiymatini beruvchi operator yordamida ifodalash mumkin. Displey koordinatalari yo'nalishi rasmdagi ko'rinishda bo'ladi. quyidagi dastur koordinata va tezliklarning Boshlang'ich qiymatlarini kiritadi ( D1 ) For i:=1 to N do begin ...