《MATLAB在物理学中的应用》实验教学大纲编写：黄晓亚审核：王新练1302406课程编码课程名称MATLAB在物理学中的应用适用专业应用物理学学时/学分学时16考核形式高等数学、线性代先修课程第六学期数、普通物理，理论开课学期物理一、课程简介本课程是应用物理专业《MATLAB在物理学中的应用》的课内实验课。本课程的任务是结合一般数值计算让学生掌握MATLAB语言的主要特点，初步具备Matlab基本编程知识，培养学生利用Matlab解决各类物理问题的能力。力求通过这些问题的解决过程，训练学生建立物理模型，并逐步熟悉科学研究的基本过程和基本方法。二、课程实验教学目的与要求《MATLAB及其在物理学中的应用》实验是学习该课程必须重视的实践教学环节。通过上机实践，不仅能够加深对讲授内容的理解，培养学生分析和解决问题的能力，而且对所学内容能够提出一些新的见解，达到活跃学生的学术思想，全面提高学生的综合素质，最终达到学以致用、融会贯通的目的。三、实验项目实验一MATLAB基础基本操作（一）实验目的、任务熟悉Matlab基本操作（二）基本要求1.熟悉Matlab软件环境、常用命令：2.使用Matlab作二维图形和三维图形3.掌握Matlab软件的循环语句、判断语句等控制结构，学会编制M函数。（三）实验基本原理参看教材第一章的内容（四）实验内容及重点、难点重点是熟悉MATLAB编程界面，掌握MATLAB常用命令的用法，难点是记住常用的命令窗口命令和编辑键。实验二高等数学问题的MATLAB解法（一）实验目的、任务使用Matlab解决微积分问题（二）基本要求1.学会建立符号函数，掌握符号函数的运算；2.学会使用Matlab软件进行符号积分、数值积分以及求解微分方程的方法：3.学会使用Matlab软件进行一维插值、二维插值运算，会进行多项式拟合
《MATLAB 在物理学中的应用》实验教学大纲 编写：黄晓亚 审核:王新练 一、课程简介 本课程是应用物理专业《MATLAB 在物理学中的应用》的课内实验课。本课程的任务是结 合一般数值计算让学生掌握 MATLAB 语言的主要特点，初步具备 Matlab 基本编程知识，培养 学生利用 Matlab 解决各类物理问题的能力。力求通过这些问题的解决过程，训练学生建立 物理模型，并逐步熟悉科学研究的基本过程和基本方法。 二、课程实验教学目的与要求 《MATLAB 及其在物理学中的应用》实验是学习该课程必须重视的实践教学环节。通过 上机实践，不仅能够加深对讲授内容的理解，培养学生分析和解决问题的能力，而且对所学 内容能够提出一些新的见解，达到活跃学生的学术思想，全面提高学生的综合素质，最终达 到学以致用、融会贯通的目的。 三、实验项目 实验一 MATLAB 基础基本操作 （一）实验目的、任务 熟悉 Matlab 基本操作 （二）基本要求 1.熟悉 Matlab 软件环境、常用命令； 2.使用 Matlab 作二维图形和三维图形； 3.掌握 Matlab 软件的循环语句、判断语句等控制结构，学会编制 M 函数。 （三）实验基本原理 参看教材第一章的内容 （四）实验内容及重点、难点 重点是熟悉 MATLAB 编程界面，掌握 MATLAB 常用命令的用法，难点是记住常用的命令窗 口命令和编辑键。 实验二 高等数学问题的 MATLAB 解法 （一）实验目的、任务 使用 Matlab 解决微积分问题 （二）基本要求 1.学会建立符号函数，掌握符号函数的运算； 2.学会使用 Matlab 软件进行符号积分、数值积分以及求解微分方程的方法； 3.学会使用 Matlab 软件进行一维插值、二维插值运算，会进行多项式拟合。 课程编码 1302406 课程名称 MATLAB 在物理学中的应用 适用专业 应用物理学 学时/学分 考核形式 学时 16 先修课程 高等数学、线性代 数、普通物理，理论 物理 开课学期 第六学期
（三）实验基本原理看教材第二章的内容（四）实验内容及重点、难点重点掌握符号函数的运算、数值积分、多项式和符号微积分的相关运算、常微分方程的求解。难点是矩阵的分解和稀疏矩阵。实验三MATLAB在力学中的应用（一）实验目的、任务学会用MATLAB语言解决力学中常见的问题（二）基本要求能够利用所学知识对力学中的一些问题进行编程、绘图和计算（三）实验基本原理参看教材第三章的内容（四）实验内容及重点、难点1.运动学与动力学2.机械振动及波动重点是训练学生建立物理模型，独立开发MATLAB软件的能力；难点是程序的调试。实验四MATLAB在热学、电磁学中的应用（一）实验目的、任务学会用MATLAB语言解决热学、电磁学中的常见问题（二）基本要求利用所学知识对热学、电磁学中的一些问题进行编程、绘图和计算。（三）实验基本原理参看教材第四、五章的内容（四）实验内容及重点、难点1.热传导过程的PDETOOL解法2.带电粒子在电场和磁场中的运动重点是训练学生建立物理模型，独立开发MATLAB软件的能力：难点是程序的调试。实验五MATLAB在光学与量子物理中的应用（一）实验目的、任务学会用MATLAB语言解决光学与量子物理中常见的问题（二）基本要求能够利用所学知识对光学和量子力学中的一些问题进行编程、绘图和计算（三）实验基本原理参看教材第六章的内容（四）实验内容及重点、难点1.光的干涉与衍射2.氢原子核外电子的径向分布和角分布重点是物理模型的建立；难点是程序的调试。四、实验项目学时分配表序号学时实验项目实验类别21MATLAB基础基本操作综合性2综合性2高等数学问题的MATLAB解法23综合性MATLAB在力学中的应用
（三）实验基本原理 看教材第二章的内容 （四）实验内容及重点、难点 重点掌握符号函数的运算、数值积分、多项式和符号微积分的相关运算、常微分方程 的求解。难点是矩阵的分解和稀疏矩阵。 实验三 MATLAB 在力学中的应用 （一）实验目的、任务 学会用 MATLAB 语言解决力学中常见的问题 （二）基本要求 能够利用所学知识对力学中的一些问题进行编程、绘图和计算 （三）实验基本原理 参看教材第三章的内容 （四）实验内容及重点、难点 1.运动学与动力学 2.机械振动及波动 重点是训练学生建立物理模型，独立开发 MATLAB 软件的能力；难点是程序的调试。 实验四 MATLAB 在热学、电磁学中的应用 （一）实验目的、任务 学会用 MATLAB 语言解决热学、电磁学中的常见问题 （二）基本要求 利用所学知识对热学、电磁学中的一些问题进行编程、绘图和计算。 （三）实验基本原理 参看教材第四、五章的内容 （四）实验内容及重点、难点 1.热传导过程的 PDET00L 解法 2.带电粒子在电场和磁场中的运动 重点是训练学生建立物理模型，独立开发 MATLAB 软件的能力；难点是程序的调试。 实验五 MATLAB 在光学与量子物理中的应用 （一）实验目的、任务 学会用 MATLAB 语言解决光学与量子物理中常见的问题 （二）基本要求 能够利用所学知识对光学和量子力学中的一些问题进行编程、绘图和计算 （三）实验基本原理 参看教材第六章的内容 （四）实验内容及重点、难点 1.光的干涉与衍射 2.氢原子核外电子的径向分布和角分布 重点是物理模型的建立；难点是程序的调试。 四、实验项目学时分配表 序号 实 验 项 目 实验类别 学 时 1 MATLAB 基础基本操作 综合性 2 2 高等数学问题的 MATLAB 解法 综合性 2 3 MATLAB 在力学中的应用 综合性 2
46综合性MATLAB在热学、电磁学中的应用综合性45MATLAB在光学与量子物理中的应用五、实验报告格式实验目的、实验原理简介、实验内容及程序、实验结果及分析。六、成绩评定办法及标准评定办法（1）依据实验中的表现和实验结果（占50%）；（2）依据实验报告的质量（占50%）。评分标准优秀：能正确进行实验操作，完成全部实验内容，实验结果正确：良好：能正确进行实验操作，基本完成全部实验内容，实验结果基本正确：中等：能基本正确地进行实验操作，基本完成大部分实验内容，实验结果基本正确；及格：基本能进行实验操作，不能完成大部实验内容，实验结果基本正确；不及格：不能正确进行实验操作，不能完成实验内容，实验结果不正确。七、教材及参考书教材：《MATLAB及其在大学物理课程中的应用》主编：钞曦旭，杨万民，唐纯青陕西师范大学出版社2006主要参考书1.《Matlab及其在理工课程中的应用指南》（第二版）陈怀琛西安电子科技大学出版社2.《MATLAB实用教程》，曹弋，赵阳编著，清华大学出版社，20053.《MATLAB语言及实践教程》，朱衡君、肖燕彩、邱成北京交通大学出版社，2005
4 MATLAB 在热学、电磁学中的应用 综合性 6 5 MATLAB 在光学与量子物理中的应用 综合性 4 五、实验报告格式 实验目的、实验原理简介、实验内容及程序、实验结果及分析。 六、成绩评定办法及标准 评定办法 （1）依据实验中的表现和实验结果（占 50%）； （2）依据实验报告的质量（占 50%）。 评分标准 优秀：能正确进行实验操作，完成全部实验内容，实验结果正确； 良好：能正确进行实验操作，基本完成全部实验内容，实验结果基本正确； 中等：能基本正确地进行实验操作，基本完成大部分实验内容，实验结果基本正确； 及格：基本能进行实验操作，不能完成大部实验内容，实验结果基本正确； 不及格：不能正确进行实验操作，不能完成实验内容，实验结果不正确。 七、教材及参考书 教 材：《MATLAB 及其在大学物理课程中的应用》主编：钞曦旭，杨万民，唐纯 青 陕西师范大学出版社 2006 主要参考书 1.《Matlab 及其在理工课程中的应用指南》（第二版）陈怀琛 西安电子科技大 学出版社 2.《MATLAB 实用教程》，曹弋, 赵阳 编著，清华大学出版社，2005 3.《MATLAB 语言及实践教程》，朱衡君、肖燕彩、邱成 北京交通大学出版社，2005