2014年12月14日组会的笔记

今天沈金辉同学主持“弗兰克赫兹实验的深入探讨”。从讨论情况来看，大部分同学对这个实验的理解还不够深入。

给大家感受一下comsol里面粒子动起来的样子。

但我现在的电脑只能跑一个洞的情形（感觉怪怪的）

参数是：第一个加速场2V，中间加速场5V，减速场5V。颜色表示电子的速度。

很忧伤的发现要加入电子和汞的碰撞的话，不仅设置起来很麻烦，而且计算量恐怕超大…要慢慢琢磨

傻傻地盯着这个图看了十多分钟我会乱说？ — 周一稼 2014/12/15 17:17

周一稼，谢谢你这么快就做了一个尝试。按照我的理解：计算速度非常慢的原因是——你同时让很多电子一起跑，这样每一个电子的运动受其他电子的影响，所以，运算量非常大。你可以忽略电子之间的相互运动，一个时间只跑一个电子（如果计算一下总电流：纳安级，在没有空间电荷积累的情况下，忽略电子之间的相互作用，应该是可以的），通过随机数发生器，让N个电子随机地从源的不同位置发射，这样运算速度会快很多。 — 乐永康 2014/12/15 22:01

能把工程文件也一并贴在这里么，学习下~ — 沈金辉 2014/12/15 22:36

乐老师：这个图里面的电子之间我没设置相互作用，我觉得计算量大应该在这几个方面：①栅格，如果是100*100的网格直接放到comsol里面，还是三维的话会有很大的数据量②连续发射电子，当然单纯连续发射没什么问题，考虑相互作用的话会很麻烦，这个相互作用可以先不考虑长距离的，仅仅是弹性碰撞应该就可以。总之，接下来要做的话这几件事我还没什么把握：①电子初始的速度分布②要不要考虑和汞的碰撞，这样的话可能要化学反应模块，我还不会弄。
小金金：我把文件放在百度网盘：链接: http://pan.baidu.com/s/1eQEMcTG 密码: 9obc 。版本5.0 — 周一稼 2014/12/16 00:17

栅网上所加电压不同，其临近区域的电场会扭曲，应该是容易想到的，这会使电子束经过栅网的几率发生变化，初步模拟说明这个就可以了，无需考虑考虑和汞原子的碰撞。若想模拟完整的弗兰克赫兹实验，需要考虑碰撞、激发，模拟时该称作有源场，而非无源场，这个工作会很困难。但似乎也有专门的软件，Comsol处理有源场问题似乎不是强项。 — 乐永康 2014/12/16 01:10

里面没有文件呢。。。你再确认一下啦~ — 沈金辉 2014/12/17 11:14

链接: http://pan.baidu.com/s/1jGsZnEI 密码: il5c — 周一稼 2014/12/17 16:14

虽然电脑死机了很多次。。。但是还是要谢谢你~ — 沈金辉 2014/12/17 21:49

小稼稼果然高大上……
对小金金和我同时开始实验，他却做出结果来了表示伤心……
好了，吐嘈完毕，开始说正事。对于富兰克赫兹实验，我当时做的时候其实只考虑到了因为碰撞概率导致的高激发状态的可能性，对电子速度的分布和本底电流则完全没有想到过，这次组会收获很大。而怎么解决因为上述三种因素导致的峰峰间距增大，通过求导找到变化最大的点这种想法对我很有冲击，我觉得这完全是从另外一个角度来思考问题了，无疑对我以后设计实验的思路起了很大的开阔作用。同时，在一个开着很简单的实验却存在着这么多对实验有影响的未知的因素，把这些因素一个个分析清楚无疑也要求对实验设计、过程的详细了解，很锻炼实验能力和思考能力。我就觉得我这学期作实验缺少了一些先期对实验的思考。
最后，小金金是厉害！ — 郑雯瀚 2014/12/16 00:29