帮我写一个在Matlab用蒙特卡洛模拟卢瑟福散射结果并统计数据的代码
时间: 2024-05-14 19:15:22 浏览: 178
好的,以下是一个简单的Matlab代码,可以用蒙特卡洛模拟卢瑟福散射结果并统计数据:
```matlab
% 设置初始参数
N = 10000; % 模拟次数
n = 10; % 每次模拟散射粒子数
theta = zeros(N,n); % 存储每次模拟的散射角度
sigma = 0.1; % 散射截面
b = 1; % 散射中心到目标原子核的距离
% 进行蒙特卡洛模拟
for i = 1:N
for j = 1:n
% 生成随机散射角度
r = rand();
theta(i,j) = acos(1-2*r);
% 计算散射概率
p = (sigma/b^2)*sin(theta(i,j)/2)^(-4);
% 判断是否散射
if rand() < p
theta(i,j) = NaN; % 标记未散射的粒子
end
end
end
% 统计数据
theta = rad2deg(theta); % 转换为角度
theta = reshape(theta,[],1);% 展开矩阵为向量
theta(isnan(theta)) = []; % 去除未散射的粒子
mean_theta = mean(theta); % 平均散射角度
std_theta = std(theta); % 散射角度标准差
% 绘制散点图
scatter(ones(size(theta)),theta);
xlim([0,2]);
xticks([]);
ylabel('Scattering angle (degree)');
title(['Monte Carlo simulation of Rutherford scattering (N=',num2str(N),', n=',num2str(n),')']);
text(1.1,mean_theta,['Mean angle = ',num2str(mean_theta),' degree']);
text(1.1,mean_theta-2*std_theta,['Std = ',num2str(std_theta),' degree']);
```
代码中使用了两层循环来进行蒙特卡洛模拟,外层循环控制模拟次数,内层循环控制每次模拟的散射粒子数。在内层循环中,首先生成随机的散射角度,然后根据散射截面和散射角度计算散射概率,最后根据随机数判断是否发生散射。未发生散射的粒子,用NaN标记。
模拟结束后,将角度矩阵展开为向量,去除未散射的粒子,并计算平均散射角度和散射角度标准差。最后,使用散点图展示散射角度的分布情况,并在图中标注平均角度和标准差。
阅读全文