このような隣接する楕円と矢印をラテックスで描くにはどうすればよいでしょうか?

Question 1

これらが楕円ではないという事実は、この答えpic現時点での回答は、とを使用すると\foreachここで役立つことを指摘するだけです。

\documentclass[tikz,border=3.14mm]{standalone}
\usetikzlibrary{arrows.meta,bending,decorations.markings}
\begin{document}
% from https://tex.stackexchange.com/a/430239/121799
\tikzset{% inspired by https://tex.stackexchange.com/a/316050/121799
    arc arrow/.style args={%
    to pos #1 with length #2}{
    decoration={
        markings,
         mark=at position 0 with {\pgfextra{%
         \pgfmathsetmacro{\tmpArrowTime}{#2/(\pgfdecoratedpathlength)}
         \xdef\tmpArrowTime{\tmpArrowTime}}},
        mark=at position {#1-\tmpArrowTime} with {\coordinate(@1);},
        mark=at position {#1-2*\tmpArrowTime/3} with {\coordinate(@2);},
        mark=at position {#1-\tmpArrowTime/3} with {\coordinate(@3);},
        mark=at position {#1} with {\coordinate(@4);
        \draw[-{Stealth[length=#2,bend]}]       
        (@1) .. controls (@2) and (@3) .. (@4);},
        },
     postaction=decorate,
     },
fixed arc arrow/.style={arc arrow=to pos #1 with length 3.14mm}     
}
\begin{tikzpicture}[pics/.cd,
not an oval/.style={code={
 \fill[#1!20] plot[smooth,variable=\x,domain=-1:1] ({\x},{0.75*cos(\x*180)+1.25})
 --
 plot[smooth,variable=\x,domain=1:-1] ({\x},{-0.75*cos(\x*180)-1.25}) -- cycle;
 \draw plot[smooth,variable=\x,domain=-1:1] ({\x},{0.75*cos(\x*180)+1.25})
 plot[smooth,variable=\x,domain=1:-1] ({\x},{-0.75*cos(\x*180)-1.25});
 \foreach \XX [count=\YY] in {0.5,0.6,0.7}
 {\draw[-latex,thick] (\XX,{-0.75*cos(\XX*180)-1.25})
    to[bend right=20+10*\YY] (-\XX,{-0.75*cos(\XX*180)-1.25}); 
  \draw[-latex,thick] (\XX,{0.75*cos(\XX*180)+1.25})
    to[bend left=20+10*\YY] (-\XX,{+0.75*cos(\XX*180)+1.25});}
 \draw[-latex,thick] (0.5,0) -- (-0.5,0);
 \draw[fill=#1] (0,0) circle (1mm);
}}]
 \edef\LstColors{{"blue","red"}}
 \path foreach \X in {1,...,7} {
 [/utils/exec={\pgfmathparse{\LstColors[mod(\X,2)]}
 \xdef\mycolor{\pgfmathresult}}]
 (2*\X,0)pic[xscale={-1*pow(-1,\X)}]{not an oval=\mycolor}};
 \draw[ultra thick,fixed arc arrow/.list={0.2,0.8},-{Stealth[length=3.14mm]}] 
 (0.8,0) arc(90:270:2) -- ++ (14.4,0)
 node[midway,above,scale=1.5]{$L=n\lambda_\mathrm{RF}+\lambda_\mathrm{RF}/2$} 
 node[midway,below]{$(\beta\sim1)$} 
 arc(-90:90:2);
 \draw[-{Stealth[length=3.14mm]},blue,ultra thick] (0.2,0) -- ++ (-2,0)
  node[midway,above]{$E_\mathrm{out}=E_\mathrm{inj}$};
 \draw[{Stealth[length=3.14mm]}-,red,ultra thick] (15.8,0) -- ++ (2,0)
 node[midway,above]{$E_\mathrm{in}=E_\mathrm{inj}$};
\end{tikzpicture}
\end{document}

編集: 赤い矢印を右に移動しました (Sigur に感謝します)。また、欠落していた矢印の先端も追加しました。

Answer

これらが楕円ではないという事実は、この答えpic現時点での回答は、とを使用すると\foreachここで役立つことを指摘するだけです。

\documentclass[tikz,border=3.14mm]{standalone}
\usetikzlibrary{arrows.meta,bending,decorations.markings}
\begin{document}
% from https://tex.stackexchange.com/a/430239/121799
\tikzset{% inspired by https://tex.stackexchange.com/a/316050/121799
    arc arrow/.style args={%
    to pos #1 with length #2}{
    decoration={
        markings,
         mark=at position 0 with {\pgfextra{%
         \pgfmathsetmacro{\tmpArrowTime}{#2/(\pgfdecoratedpathlength)}
         \xdef\tmpArrowTime{\tmpArrowTime}}},
        mark=at position {#1-\tmpArrowTime} with {\coordinate(@1);},
        mark=at position {#1-2*\tmpArrowTime/3} with {\coordinate(@2);},
        mark=at position {#1-\tmpArrowTime/3} with {\coordinate(@3);},
        mark=at position {#1} with {\coordinate(@4);
        \draw[-{Stealth[length=#2,bend]}]       
        (@1) .. controls (@2) and (@3) .. (@4);},
        },
     postaction=decorate,
     },
fixed arc arrow/.style={arc arrow=to pos #1 with length 3.14mm}     
}
\begin{tikzpicture}[pics/.cd,
not an oval/.style={code={
 \fill[#1!20] plot[smooth,variable=\x,domain=-1:1] ({\x},{0.75*cos(\x*180)+1.25})
 --
 plot[smooth,variable=\x,domain=1:-1] ({\x},{-0.75*cos(\x*180)-1.25}) -- cycle;
 \draw plot[smooth,variable=\x,domain=-1:1] ({\x},{0.75*cos(\x*180)+1.25})
 plot[smooth,variable=\x,domain=1:-1] ({\x},{-0.75*cos(\x*180)-1.25});
 \foreach \XX [count=\YY] in {0.5,0.6,0.7}
 {\draw[-latex,thick] (\XX,{-0.75*cos(\XX*180)-1.25})
    to[bend right=20+10*\YY] (-\XX,{-0.75*cos(\XX*180)-1.25}); 
  \draw[-latex,thick] (\XX,{0.75*cos(\XX*180)+1.25})
    to[bend left=20+10*\YY] (-\XX,{+0.75*cos(\XX*180)+1.25});}
 \draw[-latex,thick] (0.5,0) -- (-0.5,0);
 \draw[fill=#1] (0,0) circle (1mm);
}}]
 \edef\LstColors{{"blue","red"}}
 \path foreach \X in {1,...,7} {
 [/utils/exec={\pgfmathparse{\LstColors[mod(\X,2)]}
 \xdef\mycolor{\pgfmathresult}}]
 (2*\X,0)pic[xscale={-1*pow(-1,\X)}]{not an oval=\mycolor}};
 \draw[ultra thick,fixed arc arrow/.list={0.2,0.8},-{Stealth[length=3.14mm]}] 
 (0.8,0) arc(90:270:2) -- ++ (14.4,0)
 node[midway,above,scale=1.5]{$L=n\lambda_\mathrm{RF}+\lambda_\mathrm{RF}/2$} 
 node[midway,below]{$(\beta\sim1)$} 
 arc(-90:90:2);
 \draw[-{Stealth[length=3.14mm]},blue,ultra thick] (0.2,0) -- ++ (-2,0)
  node[midway,above]{$E_\mathrm{out}=E_\mathrm{inj}$};
 \draw[{Stealth[length=3.14mm]}-,red,ultra thick] (15.8,0) -- ++ (2,0)
 node[midway,above]{$E_\mathrm{in}=E_\mathrm{inj}$};
\end{tikzpicture}
\end{document}

編集: 赤い矢印を右に移動しました (Sigur に感謝します)。また、欠落していた矢印の先端も追加しました。

Question 2

それらは隣接する楕円ではありません! (実際にはそこには楕円形はありません!)

これは sin(x)+a と -sin(x)-a の間の領域です。したがって、pgf の関数プロットツールを使用すると、関数曲線を描くことができます。また、区間内の曲線の下または上の領域に色を付けるフラグもあります。これは、青と赤の交互区間のために行われたものと思われます。

そのため、パッケージが必要になりpgfplot、領域を作成しaxes、関数プロットを描画します。これは次のように宣言します。

\pgfmathdeclarefunction{uppersine}{0}{\pgfmathparse{sin(x)+3}}
\pgfmathdeclarefunction{lowersine}{0}{\pgfmathparse{-sin(x)-3}}

そして関数を描画します:

\begin{tikzpicture}
  \begin{axis}[
    samples     = 1600,
    domain      = -0.2:20,
    xmin = -0.2, xmax = 20,
    ymin = -5, ymax = 5,
  ]
  \addplot[name path=top, line width=0.2pt, mark=none] {uppersine};
  \addplot[name path=bottom,  line width=0.2pt, mark=none] {lowersine};
  \addplot fill between[ 
    of = lowersine and uppersine, 
    split, % calculate segments
    style = {blue!70}
  ];
\end{axis}
\end{tikzpicture}

このコードは、これPGF の例:

矢印についてですが、私の推測では、これらにも数学を適用し、不均一に曲がった線ではなく関数プロットとして描画すると、元の著者よりも満足するでしょう。矢印の先端で関数プロットをプロットする方法の説明は、この答え。

Answer