C语言计算电偶极子的空间电场强度代码

在C语言中，计算电偶极子空间电场强度涉及到一些物理学概念和数学公式。电偶极子场的计算通常需要用到复数，因为电场的分布可以通过复数形式的解析表达式给出。以下是一个简单的示例，展示如何在一个点P(x, y, z)处计算一个垂直于坐标轴、长度为p的电偶极子产生的电场强度E。这个示例假设你已经了解了基本的向量操作和复数运算。

#include <stdio.h>
#include <complex.h>

// 电偶极子常数
#define ELECTRIC_CHARGE 1.6e-19 // Coulombs (C)
#define POLARIZATION 1.0e-9 // Electric dipole moment (C*m)

// 假设电偶极子位于原点
double origin = {0, 0, 0};
double point; // 用户输入的观察点

// 计算电场强度
complex double electric_field(complex double position, complex double dipole) {
    complex double distance = position - dipole;
    double r = cabs(distance); // 点到偶极子的距离
    double theta = arg(distance); // 角度，0 到 π

    // 根据电偶极子场公式计算电场强度
    complex double E = (ELECTRIC_CHARGE * POLARIZATION) / (4 * M_PI * pow(r, 3)) * (2 * polar(1, theta) - polar(1, -theta)) / r;

    return E;
}

int main() {
    printf("请输入观察点的x, y, z坐标（以米为单位）: ");
    scanf("%lf %lf %lf", point);

    // 将输入转换为复数
    complex double position = (complex<double>)point + I * point;

    // 电偶极子也视为复数，设其方向为y轴正方向
    complex double dipole = 0 + I * POLARIZATION;

    // 计算并打印电场强度
    complex double E = electric_field(position, dipole);
    double real_E = creal(E);
    double imag_E = cimag(E);
    printf("电场强度的实部为: %.5f N/C\n", real_E);
    printf("电场强度的虚部为: %.5f N/C\n", imag_E);

    // 结合复数结果的模和相位，可以进一步分析电场的方向和大小
    printf("电场强度矢量为: (%.5f, %.5f) N/C\n", real_E, imag_E);

    return 0;
}