中国石油大学（华东）：《近代物理实验》课程教学资源（讲义）实验6-2-电子双缝衍射的蒙特卡罗模拟（PPT）

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电子双缝衍射的蒙特卡罗模拟 蒙特卡罗模拟方法简介 电子双缝衍射概率模型的构建 电子双缝衍射的程序 实验6-2电子双缝衍射的蒙特卡洛模拟 近代物理实验》 中因方油大学雨 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

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蒙特卡罗模拟方法 蒙特卡罗方法又称计算机随机模拟方法。它是以概率 统计理论为基础的一种方法。 NTE A LO EXIT 近代物理实验》 中圆石油大学脚 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

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蒙特卡罗模拟方法 由蒲丰试验可以看出，当所求问题的解是某个事件的概率， 或者是某个随机变量的数学期望，或者是与概率、数学期望有 关的量时，通过某种试验的方法，得出该事件发生的频率，或 者该随机变量若干个具体观察值的算术平均值，通过它得到问 题的解。这就是蒙特卡罗方法的基本思想。 近代物理实验》 中因方油大学脚 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

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蒙特卡罗模拟方法 随机数的产生 >物理方法： (1)放射性物质随机蜕变： (2)电子管回路的热噪声。 >查随机数表 >由计算机产生随机数 近代物理实验》 中因不油大学闲 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

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蒙特卡罗模拟方法 编程可采用的两类语言： (1)模拟（仿真)专用语言 离散系统模拟语言一GPSS语言； 连续系统模拟语言一面向微分方程的CSS1,面向结构图的 CSS2,ACSL,DYNAMO等。 (2)通用语言 FORTRON,BASIC,C++,MATLAB等。 近代物理实验》 中因方油大学闲 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

EXIT 《近代物理实验》 蒙特卡罗模拟方法 编程可采用的两类语言： （1）模拟（仿真）专用语言 离散系统模拟语言— GPSS语言； 连续系统模拟语言— 面向微分方程的CSS1，面向结构图的 CSS2，ACSL，DYNAMO等。 （2）通用语言 FORTRON，BASIC，C++，MATLAB等

电子双缝衍射的蒙特卡罗模拟 电子双缝衍射的蒙特卡罗模拟实验 的基本目的： (1)理解蒙特卡罗方法的基本原理： (2)掌握已知分布的随机抽样方法。 (3)掌握模拟电子双缝衍射实验的 蒙特卡罗方法。 近代物理实验》 中圆石油大学脚 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

EXIT 《近代物理实验》 Ø 电子双缝衍射的蒙特卡罗模拟实验 的基本目的： （1）理解蒙特卡罗方法的基本原理； （2）掌握已知分布的随机抽样方法。 （3）掌握模拟电子双缝衍射实验的 蒙特卡罗方法。 电子双缝衍射的蒙特卡罗模拟

电子双缝衍射概率模型的构建 屏幕 電子 狹縫 干涉條紋 近代物理实验》 中因石油大学脚 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

EXIT 《近代物理实验》 电子双缝衍射概率模型的构建

电子双缝衍射概率模型的构建 设动量为p、能量为的自由电子沿Z轴 正方向入射到双缝，其波函数为 亚= 亚oel后(pz-ET) a 10 根据费曼的路径积分理论，电子经过双 0☒ 缝在时刻到达观测屏上P点的衍射波函数为 sin(k号sin0) 亚(x,t)=2亚 a+b cos sin 0 el片ne-E k号sin0 2 《近代物理实验》 中阁石油大孝脚 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

EXIT 《近代物理实验》 电子双缝衍射概率模型的构建 设动量为p、能量为E的自由电子沿Z轴 正方向入射到双缝，其波函数为 根据费曼的路径积分理论，电子经过双 缝在t时刻到达观测屏上P点的衍射波函数为

电子双缝衍射概率模型的构建 电子经过双缝在观测屏上P点出现的几率密度为 w(x)=(x,t)2= sim2( π(a+b) sin2(Ax) Wo- 入D (Ax)2 cos2(Bx 对几率密度函数采用舍选法进行随机抽样，得到按此几率密 度函数分布的随机数序列。 利用随机数序列，借助计算机程序设计语言或图形软件，就可 以实现电子双缝衍射动态随机过程的模拟。采用编写Matlab程序的 方法来实现。 近代物理实验》 中因不油大学闲 CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

EXIT 《近代物理实验》 电子双缝衍射概率模型的构建 电子经过双缝在观测屏上P点出现的几率密度为 对几率密度函数采用舍选法进行随机抽样，得到按此几率密 度函数分布的随机数序列。 利用随机数序列，借助计算机程序设计语言或图形软件，就可 以实现电子双缝衍射动态随机过程的模拟。采用编写Matlab程序的 方法来实现