add simulation scripts for electron motion in electric and magnetic fields

TP Phyisque Particule/Exercice 2.py

@@ -0,0 +1,59 @@
+import matplotlib.pyplot as plt
+import numpy as np
+
+e = 1.602 * 10 ** (-19)  # C
+m = 9.11 * 10 ** (-31)  # kg
+V0 = 2 * 10 ** (7)  # m.s**(-1)
+Ub = 1000  # V
+d = 0.3  # m
+L = 1  # m
+dt = 10 ** (-9)  # s
+E = Ub / d
+
+list_vitesse = [0]
+
+list_position = [0]
+time_collision = None
+
+list_real_position = [0]
+
+for i in range(0, 1000):
+    calcul = list_vitesse[len(list_vitesse) - 1] - (e * E * dt) / m
+    new_pos = list_position[len(list_position) - 1] + calcul * dt
+    if new_pos <= -0.15 and time_collision is None:
+        time_collision = i * dt
+    list_vitesse.append(calcul)
+    list_position.append(new_pos)
+    real_pos_calcul = 1 / 2 * ((e * E) / m) * ((i * dt) ** 2)
+    list_real_position.append(-real_pos_calcul)
+print(list_vitesse)
+plt.plot(list_vitesse, label="E = Ub/d")
+plt.title("Vitesse en fonction du temps")
+plt.xlabel("Temps (ms)")
+plt.ylabel("Vitesse (m/s)")
+plt.legend()
+
+plt.grid()
+plt.show()
+
+print(list_position)
+
+plt.plot(list_position, label="Euler Method")
+plt.title("Position en fonction du temps Y")
+plt.xlabel("Temps (ms)")
+plt.ylabel("Position (cm)")
+plt.grid()
+# Changer le label en x pour remplacer les 0 jusqu'à 1000 par 0 à 1000 * dt ( arrondir de 2 unités)
+plt.xticks(np.arange(0, 1000, step=100))
+plt.xticks(np.arange(0, 1000, step=100), np.arange(0, 1000 * dt, step=100 * dt))
+# Arrondir les valeurs de l'axe des x à 2 décimales
+plt.xticks(np.round(plt.xticks()[0], 1))
+plt.xticks(rotation=45, ha="right")
+
+print("L'électron va toucher la plaque après", time_collision, "s")
+
+print(list_real_position)
+
+plt.plot(list_real_position, label="Real Position")
+
+plt.show()

TP Phyisque Particule/Exercice 3.py

@@ -0,0 +1,42 @@
+import matplotlib.pyplot as plt
+import numpy as np
+
+# Constantes physiques et paramètres
+e = 1.602 * 10 ** (-19)  # C
+m = 9.11 * 10 ** (-31)  # kg
+V0 = 2 * 10 ** (7)  # m/s
+B = 1 * 10 ** (-3)  # T (1 mT)
+dt = 10 ** (-9)  # s
+
+# Initialisation des listes pour stocker les valeurs
+list_vx = [V0]
+list_vy = [0]
+list_x = [0]
+list_y = [0]
+
+# Calcul des vitesses et positions
+for i in range(1000):
+    # Mise à jour des vitesses selon la force de Lorentz
+    list_vx.append(list_vx[-1] + (e * B / m) * list_vy[-1] * dt)
+    list_vy.append(list_vy[-1] - (e * B / m) * list_vx[-1] * dt)
+
+    # Mise à jour des positions
+    list_x.append(list_x[-1] + list_vx[-1] * dt)
+    list_y.append(list_y[-1] + list_vy[-1] * dt)
+
+# Tracé de la trajectoire
+plt.figure(figsize=(10, 6))
+plt.plot(list_x, list_y, label="Trajectoire de l'électron", color="blue")
+plt.xlabel("Position x (m)")
+plt.ylabel("Position y (m)")
+plt.title("Trajectoire de l'électron dans un champ magnétique")
+plt.legend()
+plt.grid(True)
+plt.axis("equal")  # Pour garder les mêmes échelles sur les axes x et y
+plt.show()
+
+# Affichage des résultats
+print("Vx:", list_vx)
+print("Vy:", list_vy)
+print("X:", list_x)
+print("Y:", list_y)