李萨如图模拟(Matlab大作业).doc

PAGE PAGE 2 《数学实验》报告 实验名称?李萨如图模拟（Matlab大作业） ?? 2011年11月8日 【实验目的】 运用数学知识与MATLAB相结合，运用数学方法，建立数学模型，用MATLAB软件辅助求解模型，解决实际问题。 【实验任务】 一个质点沿 X轴和 Y轴的分运动都是简谐运动,分运动的表达式分别为: x=Acos ( w1t+beta ) , y=Acos(w2t+beta ) 。如果二者的频率有简单的整数比, 则相互垂直的简谐运动合成的运动将具有封闭的稳定的运动轨迹, 这种图称为李萨如图。 1，用matlab分别画出同一方向的传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的图像（未合成） 2，用matlab画出同一方向的传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的合成图像 3，用matlab画出x轴方向和y轴方向传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的合成图像。（李萨如图） 【实验分析及求解】 1，设两个波的振幅为1，他们的beta为pi/5,我们可以根据波的传播公式，y =Acos ( w1t+beta ) 分别画出两个波的传播图像。 2，设两个波的振幅为1，他们的beta为pi/5,我们可以根据波的传播公式，y =Acos ( w1t+beta )，用matlab画出同一方向的传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的合成图像。 3，设两个波的振幅为1，他们的beta为pi/5,我们可以根据波的传播公式，画出x轴方向和y轴方向传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的合成图像。（李萨如图）。 【实验程序及结果】 1，分别画出两个波的传播图像的实验程序 beta=pi/5;w1=1;A1=1;t=1:.01:50; x=A1*cos(w1*t+beta); w2=[2 3 4/5 1/2 1/3 5/4]; for j=0:0.5:7; for i=1:6; y=A1*cos(w2(i)*t+(beta+j)*pi/4); subplot(2,3,i); plot(t,x,t,y);pause(0.05); title([wy:wx= ,num2str(w2(i))]); end;end 2，同一方向的传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的合成图像实验程序 beta=pi/5;w1=1;A1=1;t=1:.01:50; x=A1*cos(w1*t+beta); w2=[2 3 4/5 1/2 1/3 5/4]; for j=0:0.5:7; for i=1:6; y=A1*cos(w2(i)*t+(beta+j)*pi/4); subplot(2,3,i); plot(x+y);pause(0.05); title([wy:wx= ,num2str(w2(i))]); end;end 3，x轴方向和y轴方向传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的合成图像实验程序 beta=pi/5;w1=1;A1=1;t=1:.01:50; x=A1*cos(w1*t+beta); w2=[2 3 4/5 1/2 1/3 5/4]; for j=0:0.5:7; for i=1:6; y=A1*cos(w2(i)*t+(beta+j)*pi/4); subplot(2,3,i); plot(x,y);pause(0.05); title([wy:wx= ,num2str(w2(i))]); end;end 4，从1和2画出的实验程序和图对比上我们可以看出实际上是把1程序中的画图语句 “plot(t,x,t,y)” 改为 “ plot(x+y)” ,则得到两个频率不同的简谐振动在 同一方向的合成, 当频率都较大但相差很小时会出现 “ 拍” 的现象。 5，从1和3画出的实验程序和图的对比我们可以看出实际上是把1程序中的画图语句 “plot(t,x,t,y)” 改为 “plot(x,y)” ,则得到两个频率不同的简谐振动在 X和Y方向的合成,也就是李萨如图。可以看出李萨如图合成的质点运动是具有 封闭稳定的运动轨迹。 【实验总结】 通过我们实验模拟李萨如图的研究，可以看出x轴方向和y轴方向传播波频率之比为2,3,4/5,1/2,1/3,5/4的合成图像合成的质点运动是具有封闭稳定的运动轨迹。