3.11 项目

习题3.14. 周期驱动摆 利用截面方法探索驱动摆的动力学。我们感兴趣的是探索各种现象发生的参数空间区域。考虑摆长为9.8m、质量为1kg、重力加速度g = 9.8m s⁻²,因此₀ = 1rad s⁻¹。探索周期驱动的振幅A和频率的参数平面。

待研究现象的示例:

a. 倒立平衡。展示倒立平衡稳定时的参数空间区域(A, )。如果倒立平衡是稳定的,则存在某个稳定范围,即存在稳定振荡所能达到的最大位移角。如果有足够的时间,请在参数空间中绘制不同稳定区域振幅的等高线。

b. 正常平衡的周期倍增。对于这种情况,请绘制给定振幅下稳定和不稳定平衡点的角动量作为频率的函数。

c. 向大规模混沌的转变。展示三个主共振岛周围的混沌区域相连接时的参数空间区域(A, )。

习题3.15. 自旋-轨道截面 编写一个程序来计算自旋-轨道问题的截面,在近心点记录截面点。研究以下内容:

a. 给出第2.11.2节中引入的自旋-轨道问题的哈密顿表述。

b. 对于非圆度参数 = 0.1和偏心率e = 0.1,测量与1:1、3:2和1:2共振相关的规则岛屿的宽度。

c. 对于固定e = 0.1,探索一系列值的截面。估计的临界值,超过该值时3:2和1:1共振岛周围的主要混沌区域合并。

d. 对于固定偏心率e = 0.1,追踪截面上与1:1共振相关的稳定和不稳定不动点的位置作为非圆度的函数。