２０１４年 第 ４期 物理 通报 大 学物理教 学
ＭＡＴＬＡＢ软件在 大学物理教学 中的应 用
段秀芝 杨 萍萍 赵 炯
（河 北联合 大学轻工 学院 河北 唐 山 ０６３ＯＯＯ）
（收 稿 日期 ：２０１３—０９—１４）
摘 要 ：本文从 单缝衍射 的光 强 和 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模 拟简谐振 动 中的 位移 曲线两个 方面 ，介绍 了 ＭＡＴＬＡＢ软 件在 大
学 物 理 教 学 中 的应 用 ．旨在 推 进 大 学 物理 的 教 学 改 革 ．
关键 词 ：ＭＡＴＬＡＢ软 件 大学物理 单缝 衍 射 简谐 振动
１ 引 言
近 年来 ，由美 国 Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ公 司 于 １９８４年 正
式 推 出的 ＭＡＴＬＡＢ语 言 已成 为科 学研 究 领域 最 为
流行 的一种科学计算软件 ．它以矩 阵计 算为基础 ，把
符号 计算 、绘 图及 动 态 系 统 仿 真 等 功 能 有机 地 融 合
在一 起 ＿１］．ＭＡＴＬＡＢ在 科 技 领 域 的优 秀 表 现 使 它
广 泛 地 应 用 于 几 乎 所 有 的 科 学 研 究 领 域．应 用
ＭＡＴＬＡＢ可 以让 学生 体会 到用 计 算 机解 决 物理 问
题所 带来 的方便 和乐 趣 ，激 发 学生 的学 习兴 趣 ］．
大 学物 理课 程是 高 等学校 理 工类专 业 学生 必修
的一 门基础 课 ，该课程学 习质 量 的高低直 接影 响专
业课 程 的学 习．为 了提 高 高 等 学 校 理 工 类 专业 大 学
物理 的教 学 质量 ，大 学物理 教 学改 革刻 不容 缓．为 了
加强 学 生对 基本 物理 概 念 、方 法及 物 理 知识 应 用 方
面 的理解 ，把 学 生从 繁重 的数 学计 算 中解脱 出来 ，将
ＭＡＴＬＡＢ引入 大 学物 理教 学 是一 个 很 好 的解 决 方
法．此语 言 能准确 和科 学地 反 映物 理学 中 的问题 ，文
章通 过物 理学 中两个 典型 实例 介绍 ＭＡＴＬＡＢ的具
体应 用．
２ ＭＡＴＬＡＢ软件 在大 学 物理 问题 中的应用
２．１ 单缝 衍射 的光强 分布
在单 缝衍 射 中 ，缝 宽 为 ａ，入 射 光 的波长 为 ，衍
射角 为 ０的衍 射光 光强 为
… 。
Ｉｓｌｎ（ａ￣ｓｉｎ０）一 ㈩
Ｉ ｓｉ Ｉ
光强 的表 达 式 比较 复 杂 ，用 ＭＡＴＬＡＢ语 言 可获 得
光强 图像 ．在此 ，取 一１ｏ，令 一 ，ｚ—ｓｉｎ ，可通
过 编写程 序 获得 图像 ．
程序 如下 ：
Ｘ一 一 １：１／ｌＯＯ：１：
Ｙ— ｓｉｎ（１０＊ｘ）．＊ｓｉｎ（１０＊ｘ）．／（１０＊ｘ）．／
（１０＊ｘ）；
ｐｌｏｔ（Ｘ，ｙ）
获得 的 图像如 图 １所示 ．由图 １可 知 ，中间的峰
值 对 应 的是 中央 明纹 ，两侧 的峰值 分别 为 ± １级 、±
２级 明纹．
图 １ 用 Ｍ Ａ ｎ ＡＢ获得 的单 缝 衍 射 光 强 图像
２．２ 用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ动态 仿真 模拟 简谐 振动
如果一 个 质元做 简谐 振 动 ，受 到 的合外 力
ｆ一 一 一 口
加 速度
ｄ ｌｚ
一 一 一 ｚ
＊ 河北联合大学轻工学院教改基金项 目资助．
作者简 介：段 秀芝 （１９８２一 ），女 ，硕 士，讲 师，主要研 究方 向为半导体超 晶格物理
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