尝试使用Matplotlib创建偶极子的矢量场图

Question

我一直是Mathematica的长期用户，而且我一直在将各种笔记本电脑转换成python（版本3）。为了绘图，我一直在使用matplotlib。我遇到了障碍，我不确定出了什么问题。

我试图转换以下Mathematica代码：

(* simple electric dipole *)
Ex[x_, y_] := (x + 1)/((x + 1)^2 + y^2) - (x - 1)/((x - 1)^2 + y^2)
Ey[x_, y_] := y/((x + 1)^2 + y^2) - y/((x - 1)^2 + y^2)
StreamPlot[{Ex[x, y], Ey[x, y]}, {x, -3.5, 3.5}, {y, -3.5, 3.5}]

这产生了下图：

我想使用Python代码重现这一点。

from pylab import *
X,Y = meshgrid( arange(-4,4,.2),arange(-4,4,.2) )
Ex = (X + 1)/((X+1)**2 + Y**2) - (X - 1)/((X-1)**2 + Y**2)
Ey = Y/((X+1)**2 + Y**2) - Y/((X-1)**2 + Y**2)
figure()
Q = quiver( Ex, Ey)
l,r,b,t = axis()
dx, dy = r-l, t-b 
axis([l-0.05*dx, r+0.05*dx, b-0.05*dy, t+0.05*dy])
show()

产生下图：

我还在学习如何在python中进行绘图，而且我对如何创建矢量场图有点不确定。任何见解都将不胜感激。

Answer 1

这个问题是你在场上的节点强度非常高，因此箭头很难缩放。如果我们使用参数scale=50来扩展箭头，我们得到的情节是：

但是，如果我们在pyplot中也使用streamplot函数，我们可以得到以下结果：

如果你问我一个更好的情节。

以下是供参考的代码。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

#%% Plot the fields
X,Y = np.meshgrid( np.arange(-4,4,.2), np.arange(-4,4,.2) )
Ex = (X + 1)/((X+1)**2 + Y**2) - (X - 1)/((X-1)**2 + Y**2)
Ey = Y/((X+1)**2 + Y**2) - Y/((X-1)**2 + Y**2)

plt.figure()
plt.streamplot(X,Y,Ex,Ey)
plt.title('streamplot')

plt.figure()
plt.quiver(X,Y,Ex,Ey,scale=50)
plt.title('quiver')