matlab在大学物理课程及实验教学中的应用new

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1、青海民族大学学报(教育科学版)JOURNALOFQINGHAINATIONALITIESUNIVERSITY(EducationScienceEdition)2011年第5期No5．2011文章编号:1674－9235(2011)05－0039－05MATLAB在大学物理课程及实验教学中的应用1234李仲，董松，炊万年，沈武鹏(1．2．3．4．青海民族大学物理与电子信息工程学院，青海西宁810007)摘要:利用MATLAB的图形用户界面与数据处理能力，开发了大学物理教学可视化图形界面和实验数据处理程序，可应用于大学物理课程和实验的教学中．通过程序的设计增强了学生对大学物理课程及M

2、ATLAB软件的学习兴趣，提高了学生将理论知识应用于实际的动手能力，是提升大学课程教学效果的有效途径和手段．关键词:大学物理;MATLAB;可视化;数据处理MATLAB－basedVisualizationandDataProcessingforCollegePhysicsTeaching1234LIZhong，DONGSong，CHUIWan－nian，SHENWu－peng(1．2．3．4．SchoolofPhysics＆ElectronicInformationEngineering，QinghaiNationalitiesUniversity，XiningQinghai8

3、10007，China)Abstract:AvisualizationgraphicinterfaceanddataprocessingprocedureshavebeendevelopedforcollegephysicscoursesandtheteachingexperimentbyusingMATLABgraphicaluserinterfaceanddataprocessingcapability．itnotonlycanstimulatestudentstobeinterestedinlearningMATLABandenablestudentstocombineth

4、eorywithpractice，butalsoistheeffectivewaysandmeansinimpro-vingcollegeteaching．Keywords:collegephysics;MATLAB;visualization;dataprocessing中图分类号:G633.7文献标识码:A1引言现代教学中，计算机辅助教学已经很普及了，物理学中引入计算机辅助教学，可以进一步使学生从枯燥的课本中解脱出来，有助于学生学习方法改进．Matlab是一个数据处理软件，具有强大的数值计算、图像处理、信号处理等功能;可以进行数值模拟和图像仿真，通过图形用户界面GUI，能够生

5、动，形象的描述很多抽象的物理现象，使大学物理课程教学实现可视化、大学物理实验数据处理实现自动化．通过程序的设计实践，可增强学生对Matlab软件的学习兴趣，提高学生将理论知识应用于实际的能力．2物理现象的可视化通过图形用户界面GUI，可以实现简单的编程将许多物理现象、规律变为可视化图形，使其具有简洁、直观、易懂的特点．应用于物理课程教学中可使学生头脑中形成生动形象的动态物理图像．化抽象为直观，帮助学生理解大学物理的理论．以下举例说明物理现象、规律的可视化:2.1热学及力学现象布朗运动表述的是悬浮在流体中的微粒受到流体分子与粒子的碰撞而发生的不停息的随机运动，其运动的剧烈程度受温度

6、影响．这一运动比较抽象，我们可以用MATLAB仿真，将其可视化．模拟效果如图1所收稿日期:2011－05－10作者简介:李仲(1964－)，女，山东潍坊人，青海民族大学物理与电子信息工程学院副教授．·39·青海民族大学学报(教育科学版)示．图1布朗运动的模拟效果图部分程序如下:axes(handles．axes1);globalk;n=50;x=rand(n，1)－0．5;y=rand(n，1)－0．5;h=plot(x，y，'．');axis(［－11－11］);axissquare;gridoff;set(h，'EraseMode'，'Xor'，'MarkerSize'，24

7、);ifk＞=0;fori=linspace(1，10，10000)drawnowx=x+k/10000．*randn(n，1);y=y+k/10000．*randn(n，1);set(h，'xdata'，x，'ydata'，y);endelseinput('Error');end力学中的简谐振动和阻尼振动也可以用MATLAB将其化为可视图形．如图2所示:2.2光学现象如干涉和衍射是光学中的重要物理现象，我们通过MATLAB来实现衍射现象的可视化．单缝衍射程序:·40·李仲，董松