MATLAB在物理學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

1、MATLAB在物理學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程編碼1302406課程名稱MATLAB在物理學(xué)中的應(yīng)用適用專業(yè)應(yīng)用物理學(xué)學(xué)時(shí)/學(xué)分考核形式學(xué)時(shí)16先修課程高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、普通物理，理論物理開(kāi)課學(xué)期第六學(xué)期一、課程簡(jiǎn)介本課程是應(yīng)用物理專業(yè)MATLAB在物理學(xué)中的應(yīng)用的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課。本課程的任務(wù)是結(jié)合一般數(shù)值計(jì)算讓學(xué)生掌握MATLAB語(yǔ)言的主要特點(diǎn)，初步具備Matlab基本編程知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生利用Matlab解決各類物理問(wèn)題的能力。力求通過(guò)這些問(wèn)題的解決過(guò)程，訓(xùn)練學(xué)生建立物理模型，并逐步熟悉科學(xué)研究的基本過(guò)程和基本方法。二、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與要求MATLAB及其在物理學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)該課程必須重視

2、的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)上機(jī)實(shí)踐，不僅能夠加深對(duì)講授內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，而且對(duì)所學(xué)內(nèi)容能夠提出一些新的見(jiàn)解，達(dá)到活躍學(xué)生的學(xué)術(shù)思想，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，最終達(dá)到學(xué)以致用、融會(huì)貫通的目的。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)一 MATLAB基礎(chǔ)基本操作（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑷蝿?wù)熟悉Matlab基本操作（二）基本要求 1.熟悉Matlab軟件環(huán)境、常用命令；2.使用Matlab作二維圖形和三維圖形；3.掌握Matlab軟件的循環(huán)語(yǔ)句、判斷語(yǔ)句等控制結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)編制M函數(shù)。（三）實(shí)驗(yàn)基本原理 參看教材第一章的內(nèi)容（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)是熟悉MATLAB編程界面，掌握MATLAB常用命令的用法，難點(diǎn)

3、是記住常用的命令窗口命令和編輯鍵。實(shí)驗(yàn)二 高等數(shù)學(xué)問(wèn)題的MATLAB解法（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、任?wù)使用Matlab解決微積分問(wèn)題（二）基本要求1.學(xué)會(huì)建立符號(hào)函數(shù)，掌握符號(hào)函數(shù)的運(yùn)算；2.學(xué)會(huì)使用Matlab軟件進(jìn)行符號(hào)積分、數(shù)值積分以及求解微分方程的方法；3.學(xué)會(huì)使用Matlab軟件進(jìn)行一維插值、二維插值運(yùn)算，會(huì)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合。（三）實(shí)驗(yàn)基本原理 看教材第二章的內(nèi)容（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)掌握符號(hào)函數(shù)的運(yùn)算、數(shù)值積分、多項(xiàng)式和符號(hào)微積分的相關(guān)運(yùn)算、常微分方程的求解。難點(diǎn)是矩陣的分解和稀疏矩陣。實(shí)驗(yàn)三 MATLAB在力學(xué)中的應(yīng)用（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑷蝿?wù)學(xué)會(huì)用MATLAB語(yǔ)言解決力學(xué)中常見(jiàn)的問(wèn)題（二

4、）基本要求能夠利用所學(xué)知識(shí)對(duì)力學(xué)中的一些問(wèn)題進(jìn)行編程、繪圖和計(jì)算（三）實(shí)驗(yàn)基本原理參看教材第三章的內(nèi)容（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及重點(diǎn)、難點(diǎn)1.運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué) 2.機(jī)械振動(dòng)及波動(dòng)重點(diǎn)是訓(xùn)練學(xué)生建立物理模型，獨(dú)立開(kāi)發(fā)MATLAB軟件的能力；難點(diǎn)是程序的調(diào)試。實(shí)驗(yàn)四 MATLAB在熱學(xué)、電磁學(xué)中的應(yīng)用（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑷蝿?wù)學(xué)會(huì)用MATLAB語(yǔ)言解決熱學(xué)、電磁學(xué)中的常見(jiàn)問(wèn)題（二）基本要求利用所學(xué)知識(shí)對(duì)熱學(xué)、電磁學(xué)中的一些問(wèn)題進(jìn)行編程、繪圖和計(jì)算。（三）實(shí)驗(yàn)基本原理 參看教材第四、五章的內(nèi)容（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及重點(diǎn)、難點(diǎn)1.熱傳導(dǎo)過(guò)程的PDET00L解法2.帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)重點(diǎn)是訓(xùn)練學(xué)生建立物理模型，獨(dú)立開(kāi)

5、發(fā)MATLAB軟件的能力；難點(diǎn)是程序的調(diào)試。實(shí)驗(yàn)五 MATLAB在光學(xué)與量子物理中的應(yīng)用（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、任?wù)學(xué)會(huì)用MATLAB語(yǔ)言解決光學(xué)與量子物理中常見(jiàn)的問(wèn)題（二）基本要求能夠利用所學(xué)知識(shí)對(duì)光學(xué)和量子力學(xué)中的一些問(wèn)題進(jìn)行編程、繪圖和計(jì)算（三）實(shí)驗(yàn)基本原理參看教材第六章的內(nèi)容（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及重點(diǎn)、難點(diǎn)1.光的干涉與衍射 2.氫原子核外電子的徑向分布和角分布重點(diǎn)是物理模型的建立；難點(diǎn)是程序的調(diào)試。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)分配表序號(hào)實(shí) 驗(yàn) 項(xiàng) 目實(shí)驗(yàn)類別學(xué) 時(shí)1MATLAB基礎(chǔ)基本操作綜合性22高等數(shù)學(xué)問(wèn)題的MATLAB解法綜合性23MATLAB在力學(xué)中的應(yīng)用綜合性24MATLAB在熱學(xué)、電磁學(xué)中的應(yīng)用綜

6、合性65MATLAB在光學(xué)與量子物理中的應(yīng)用綜合性4五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及程序、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析。六、成績(jī)?cè)u(píng)定辦法及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定辦法（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果（占50%）；（2）依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量（占50%）。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀：能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，完成全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；良好：能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，基本完成全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確；中等：能基本正確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，基本完成大部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確；及格：基本能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不能完成大部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確；不及格：不能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不能完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確。七、教材及參考書(shū)教 材：MATLAB及其在大學(xué)物理課程中的應(yīng)用主編：鈔曦旭，楊萬(wàn)民，唐純青 陜西師范大學(xué)出版社 2006主要參考書(shū)1.Matlab及其在理工課程中的應(yīng)用指