matlab在大学物理课程及实验教学中的应用

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1、个人收集整理仅供参考学习MATLAB在大学物理中地应用 MATLAB是由美国mathworks公司发布地主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计地高科技计算环境.它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统地建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用地视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算地众多科学领域提供了一种全面地解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)地编辑模式,代表了当今国际科学计算软件地先进水平. MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件.它在数学类科技应用软件中在数值计算方

2、面首屈一指.MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连b5E2RGbCAP  p1EanqFDPwmatlab开发工作界面接其他编程语言地程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域.DXDiTa9E3dMATLAB地基本数据单位是矩阵,它地指令表达式与数学、工程中常用地形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同地事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件地优点,使MATLAB成为一个强大地数学软件.在新地版本中也加入了对C,FORTRAN,C++

3、,JAVA地支持.可以直接调用,用户也可以将自己编写地实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多地MATLAB爱好者都编写了一些经典地程序,用户可以直接进行下载就可以用.RTCrpUDGiT 20世纪70年代,美国新墨西哥大学计算机科学系主任CleveMoler为了减轻学生编程地负担,用FORTRAN编写了最早地MATLAB.1984年由Little、Moler、SteveBangert合作成立了地MathWorks公司正式把MATLAB推向市场.到20世纪90年代,MATLAB已成为国际控制界地标准计算软件.5PCzVD7HxA9/9个人收集整理仅供参考学习9

4、/9个人收集整理仅供参考学习9/9个人收集整理仅供参考学习布朗运动表述地是悬浮在流体中地微粒受到流体分子与粒子地碰撞而发生地不停息地随机运动,其运动地剧烈程度受温度影响.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jLBHrnAILg示.9/9个人收集整理仅供参考学习图1布朗运动地模拟效果图9/9个人收集整理仅供参考学习部分程序如下: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;gri

5、doff;set(h,'EraseMode','Xor','MarkerSize',24);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力学中地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:9/9个人收集整理仅供参考学习2.2光学现象9/9个人收集整理仅供参考学习如干涉和衍射是光学中地重要物理现象,我们通过MATLAB来实现衍射

6、现象地可视化.单缝衍射程序:9/9个人收集整理仅供参考学习·40·9/9个人收集整理仅供参考学习李仲,董松,炊万年,沈武鹏:MATLAB在大学物理课程及实验教学中地应用图2简谐振动规律和阻尼振动规律模拟效果图图3单缝衍射效果图9/9个人收集整理仅供参考学习functionpushbutton1_Callback(hObject,eventdata,handles)a=-2*pi:0.0001*pi:2*pi;P=(1-sinc(a)).^2;plot(a,P)lgray=zeros(256,3);fori=0:255lgray(i+1,:)=(255-i)/255;endimag

7、esc(P)colormap(lgray)可视化效果如图3所示.还可根据单缝宽度来获得不同地衍射图像.9/9个人收集整理仅供参考学习2.3电磁学现象对于电场和磁场,可以用MATLAB来实现电场线和电势线地描绘.其效果如图4所示.等量异种电荷电场线地描绘程序:[x,y]=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);%以0.1为步长建立平面数据网格xHAQX74J0Xz=1./sqrt((x-1).^2+y.^2+0.01)-1./sqrt((x+1).^2+y.^2+0

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