數(shù)字化大學物理

前言

　　在科學技術(shù)迅速發(fā)展的今天，學科之間相互交叉，對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。大學生不僅要掌握本學科的知識，還要有廣博的知識視野和完成自己創(chuàng)想的工具載體，其中計算機技術(shù)在理論課學習中的應用，在大學的素質(zhì)教育中起到了舉足輕重的作用。　　眾所周知，實驗研究、理論演算和計算機模擬是目前科學研究的三種主要方法。我們注意到國內(nèi)外許多理工科教材均將計算機科學計算技術(shù)引入到了專業(yè)課程的教學之中。因此，計算機數(shù)值模擬技術(shù)在大學物理課程中的引入勢在必行。將計算機模擬研究方法以某種計算機語言作為依托，以一種適當?shù)姆绞揭氪髮W物理教學，必將對大學物理課程改革產(chǎn)生積極而深遠的影響。　　大學物理是建立在實驗和微積分基礎上的一門基礎課。如何讓理工科大學生在學習大學物理的同時，能得到包括計算機技術(shù)在內(nèi)的諸多研究方法的訓練；如何在經(jīng)典、傳統(tǒng)的大學物理課程中培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識；如何在傳授知識的同時培養(yǎng)學生采用計算機技術(shù)解決問題的能力等，均值得深入探討。由馬濤教授所著的《數(shù)字化大學物理》一書將MATLAB與大學物理緊密結(jié)合，為大學物理教學提供了一種全新的視角和具有創(chuàng)新性的實踐方案。該書具有以下特點：一是結(jié)合大學物理內(nèi)容對MP／TLAB語言進行了介紹，使初學者容易掌握；二是精心挑選了力、熱、光、電等30個專題，利用MATLAB語言對這些物理問題進行了數(shù)值計算和可視化處理。作者在樹立創(chuàng)新性教學理念，建立基于解決實際問題的研究型教學思維模式方面，做出了有益的探索。理工科大學生如果能夠通過此類有創(chuàng)意的學習，掌握MAT工，AB這一科學計算語言，對提高學習效率，探尋科學研究方法，以及今后的工作都將大有裨益。因此，我期望本書的出版能推動大學物理教學的改革，促進計算機技術(shù)在物理教學中的應用，在理工科大學生素質(zhì)培養(yǎng)方面取得更多的成果。

內(nèi)容概要

　　本書介紹了數(shù)學軟件MARLAB在大學物理中的應用，全書分語言篇和應用篇兩個部分。語言篇簡明地介紹了MARLAB的基本用法，示例多以大學物理內(nèi)容為線索：應用篇按運動學、動力學、機械振動、機械波、熱學、電磁學、波動光學、量子物理等內(nèi)容分類成章，精選了30個典型問題，進行了解題分析和程序?qū)崿F(xiàn)，并將數(shù)值計算的結(jié)果圖示或做成模擬動畫。將MARLAB與大學物理如此緊密結(jié)合在一起的專著尚不多見，本書具有一定的創(chuàng)新性。讀者只要具備基本的大學物理基礎就可邊學邊用，參考本書提供的大量程序?qū)嵗?，逐步掌握MARLAB語言，進而通過實例練習提高編程技巧。

書籍目錄

第一篇　語言篇　第1章　MATLAB簡介　　1.1　概述　　1.2　MATLAB操作界面　　1.3　基本演算功能　　1.4　在線幫助（help）功能　第2章　矩陣 　 2.1　矩陣的構(gòu)造 　2.2　矩陣元素的操作  　2.3　矩陣的基本計算  　2.4　矩陣的指令函數(shù)計算　第3章元　素群  　3.1　元素群的構(gòu)造  　3.2　元素群的基本計算  　3.3　元素群的函數(shù)計算　第4章　繪圖指令函數(shù)  　4.1　二維圖形  　4.2三維圖形  　4.3　特殊圖形　第5章　編程  　5.1　指令文件（Script Filel  　5.2　函數(shù)文件（Function File）  　5.3　流程控制　第6章　常用指令函數(shù)　　6.1　數(shù)據(jù)分析　　6.2　多項式　　6.3　函數(shù)功能及數(shù)值分析　　6.4　數(shù)據(jù)類型　　6.5　符號數(shù)學第二篇　應用篇　第1章　運動學    1.1　小船過河    1.2　導彈追擊問題    1.3　導彈制導問題　第2章　動力學  　2.1　拋體運動的研究  　2.2　足球場上的香蕉球  　2.3　進入地球軌道的彗星  　2.4　地球同步衛(wèi)星　第3章　機械振動  　3.1　單擺的研究  　3.2　傅科擺  　3.3　耦合擺  　3.4　三球振動  　3.5　復擺的強迫振動  　3.6　拍現(xiàn)象研究  　3.7　李薩如圖形  　3.8　阻尼振動研究　第4章　機械波    4.1　駐波    4.2　多普勒效應　第5章　熱學    5.1　麥克斯韋速率分布率    5.2　熱力學過程研究　　……　第6章　電磁學　第7章　波動光學　第8章　量子物理參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　MATLAB簡介　　1．1概述　　在科學研究和工程應用中，往往要進行大量的數(shù)學計算，這些計算一般來說是很少能用手工來求出解析解的，通常是要借助計算機編制相應的程序來求數(shù)值解。若用流行的c語言或FOR．TRAN語言編制計算機程序，不僅要求對算法有深刻理解，同時還要熟練掌握所用語言的語法和編程技巧。而計算機程序的編制是繁雜的，并不是所有人都能勝任。針對這些實際問題，美國Mathwork公司于1984年推出了“矩陣實驗室”（Matrix Laboratory縮寫為MA‘I’LAB）軟件包，此后便不斷更新擴充，到1988年推出基于DOS操作系統(tǒng)的3．1版，。1992年推出了基于Windows的4．1版，2001年推出了6．1（R12）版，2004年又推出了7．0（R14）版，當前的最新版本為7．2版。讀者可以登錄Mathwork公司的網(wǎng)站VCWW．mathwork．tom了解其最新版本及特點?！　ATLAB是一種功能強、效率高，便于進行科學和工程計算的交互式軟件包。它以矩陣運算為基礎，將科學和工程計算與圖形繪制集成為一體。在這個集成環(huán)境中，交互式的MATLAB語言具有簡潔和智能化的特點，符合人們進行科學計算時的思維方式和書寫習慣，不像其他高級語言那樣難以掌握。它用解釋方式工作，鍵入程序指令，立即就能得出結(jié)果。實踐證明，一個工科的本科生，在幾十分鐘內(nèi)就可學會MATLAB的基本指令，在短短幾小時的使用中就能初步掌握其用法。通過MATL～B的應用，可以高效率、富有創(chuàng)造性地進行科學計算。MATLAB大大降低了對使用者的數(shù)學基礎和計算機語言知識的要求，編程和計算效率極高。在這個集成環(huán)境中，計算結(jié)果可同時以精美的圖形輸出，將枯燥的結(jié)果直觀地展現(xiàn)出來。MAgiLAB自推出后即風行歐美，近些年在國內(nèi)工科院校也漸漸流行。如果讀者能以工科必修的大學物理課程為切入點，運用MATLAB這個工具，通過求解一些典型物理過程的規(guī)律，熟悉MA‘／’LAB的一些基本指令及編程技巧，隨著專業(yè)知識的進一步學習，如果能夠融會貫通地用MAT’LAB解決相應的一些專業(yè)問題，將會對大學階段的課程設計、畢業(yè)設計、建模競賽和科研活動起到極其重要的作用，也將為今后的工作打下良好的基礎。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    數(shù)字化大學物理 PDF格式下載

---