《MATLAB物理计算与可视化》是2013年出版的图书,作者是门云阁。
基本介绍
- 中文名:MATLAB物理计算与可视化
- 作者:门云阁
- SBN:9787302336341
- 定价:35元
- 印刷日期:2013-9-22
MATLAB物理计算与可视化
:门云阁作者
ISBN:9787302336341
定价:35元
印次:1-1
装帧:平装
印刷日期:2013-9-22
图书简介:
本书以MATLAB软体为主线,包括3部分内容: 基础篇、套用篇和工具箱初步。全书共分10章。
第1篇和第2篇,包括第1~5章,概述了MATLAB软体的基本语言,并介绍了其在物理问题的计算与可视化中的初步套用,介绍了建模、程式设计的思路及简单套用。第3篇,包括第6~10章,介绍了几个对于分析物理问题非常有用的工具箱及其在相关领域的套用计算,并针对一些有关理工的问题进行了程式编写。最后,给出书中涉及的相关物理问题的索引目录。
本书可供普通高校理工专业本科二年级以上学生必修或选修课程使用,同时可作为各年级学生学习MATLAB语言程式的参考教材,也可作为理工专业硕士研究生学习相关程式的参考书。
前言
理论物理、实验物理、计算物理已成为物理学的三大分支。计算物理学作为物理学的新型研究手段是理论和实验物理研究方法的补充和更新。
计算物理学是利用计算机进行数据採集、数值计算和可视化,以及通过对实验现象的模拟和仿真,发现和研究物理规律的一门现代交叉学科。
正因为计算物理不可替代的作用,决定了开设计算物理课程的必要性。本书以MATLAB软体为主线,分3部分内容: 基础篇、套用篇和工具箱初步。通过第1、2篇的学习,可以对MATLAB语言有一个基本的了解,并可将MATLAB语言初步套用于物理问题的计算和可视化,如快捷处理实验数据,得到拟合曲线,找出实验规律; 通过数值计算得到微分方程的数值解; 抽象的数字结果可视化,未知运动规律的图形显示,绘製三维图形,如电场的三维图景等; 同时了解建模、程式设计思路,以模拟和仿真手段分析研究问题,如动态系统的研究; 了解图形处理方面的相关方法及模组功能,如滤波和调製等。我们将前两篇的重点放在套用软体解决物理问题能力的培养上。第3篇,介绍了几个非常有用的工具箱和在某些领域的套用计算,并进行一些有关理工问题的程式编写,目的是使读者对相关问题有一个基本的了解,为以后更深入地学习和套用奠定基础。选用本书开设物理计算与可视化课程,不仅可使学生得到一个重要的辅助计算工具,更重要的是对学生的计算能力、未知事物探求能力的培养,而后一点更为重要。所以,我们并不强求内容的系统性、完整性,而是在适当的位置,添加数值计算的相关内容,我们认为这对读者科研工作能力的培养、提高是有好处的,这也正是编写本书的目的。
另外,在很多问题中,只给出最基本的、必不可少的一些指令用法和典型示例。读者在学习过程中,请首先试运行书上的例题,并弄明白每句程式的意义,尤其理解每个新指令的概念和意义,然后再大胆地套用到所遇到的科技问题的解决过程中。开始可先模仿书中例题(把例题作为模本)编写程式,达到熟悉的目的,进而再灵活运用。
在本书后面特意设定物理问题程式索引,以备读者查索学习之用。
最后,再强调一下,读者在学习过程中,时刻要注意物理及数学模型的建立、解决问题的思路、揭示的物理规律以及物理意义的分析。要做到软体“为我所用”,这才是本门课程开设和学习的目的。
本书各章具体分工如下: 门云阁编写第1~6、9章,张光璐编写第7、8、10章。
感谢王辅忠教授、张海明教授给予的支持和帮助,特别感谢本书主审刘树森教授,如果没有刘教授的悉心指导就不可能有本书的出版。书中的部分图片由崔艳老师、杨玉光老师供稿,在此深致谢意。
由于编写时间仓促,加之作者水平有限,疏漏之处在所难免,恳请广大读者批评指正。
编者2013年7月于天津
计算物理学是利用计算机进行数据採集、数值计算和可视化,以及通过对实验现象的模拟和仿真,发现和研究物理规律的一门现代交叉学科。
正因为计算物理不可替代的作用,决定了开设计算物理课程的必要性。本书以MATLAB软体为主线,分3部分内容: 基础篇、套用篇和工具箱初步。通过第1、2篇的学习,可以对MATLAB语言有一个基本的了解,并可将MATLAB语言初步套用于物理问题的计算和可视化,如快捷处理实验数据,得到拟合曲线,找出实验规律; 通过数值计算得到微分方程的数值解; 抽象的数字结果可视化,未知运动规律的图形显示,绘製三维图形,如电场的三维图景等; 同时了解建模、程式设计思路,以模拟和仿真手段分析研究问题,如动态系统的研究; 了解图形处理方面的相关方法及模组功能,如滤波和调製等。我们将前两篇的重点放在套用软体解决物理问题能力的培养上。第3篇,介绍了几个非常有用的工具箱和在某些领域的套用计算,并进行一些有关理工问题的程式编写,目的是使读者对相关问题有一个基本的了解,为以后更深入地学习和套用奠定基础。选用本书开设物理计算与可视化课程,不仅可使学生得到一个重要的辅助计算工具,更重要的是对学生的计算能力、未知事物探求能力的培养,而后一点更为重要。所以,我们并不强求内容的系统性、完整性,而是在适当的位置,添加数值计算的相关内容,我们认为这对读者科研工作能力的培养、提高是有好处的,这也正是编写本书的目的。
另外,在很多问题中,只给出最基本的、必不可少的一些指令用法和典型示例。读者在学习过程中,请首先试运行书上的例题,并弄明白每句程式的意义,尤其理解每个新指令的概念和意义,然后再大胆地套用到所遇到的科技问题的解决过程中。开始可先模仿书中例题(把例题作为模本)编写程式,达到熟悉的目的,进而再灵活运用。
在本书后面特意设定物理问题程式索引,以备读者查索学习之用。
最后,再强调一下,读者在学习过程中,时刻要注意物理及数学模型的建立、解决问题的思路、揭示的物理规律以及物理意义的分析。要做到软体“为我所用”,这才是本门课程开设和学习的目的。
本书各章具体分工如下: 门云阁编写第1~6、9章,张光璐编写第7、8、10章。
感谢王辅忠教授、张海明教授给予的支持和帮助,特别感谢本书主审刘树森教授,如果没有刘教授的悉心指导就不可能有本书的出版。书中的部分图片由崔艳老师、杨玉光老师供稿,在此深致谢意。
由于编写时间仓促,加之作者水平有限,疏漏之处在所难免,恳请广大读者批评指正。
编者2013年7月于天津
目录
第1篇基础篇
第1章MATLAB语言概述
1.1语言特点
1.2MATLAB的视窗环境
1.3基本操作和简单语句的输入
1.4MATLAB 7.X 的在线上帮助
第2章MATLAB基本语法
2.1矩阵和数组的创建、保存、调用
2.2矩阵和数组的操作修改、结构变换
2.3矩阵和数组的运算
2.4标量、矢量、矩阵的指令函式
2.5多项式的向量表达和一元方程求根
2.6关係操作和逻辑操作练习
第3章MATLAB程式设计
3.1流程控制
3.2M档案的编写和调用
练习
第4章可视化的基本操作
4.1二维图形
4.2三维图形的绘製
4.3动态图形製作
练习
第2篇套用篇
第5章部分套用数学问题的求解
5.1多项式的计算
5.2积分
5.3差分、微分、梯度
5.4插值和拟合
5.5常微分方程的求解
5.6MATLAB的符号计算
练习
第3篇工具箱初步
第6章偏微分方程数值解工具箱(PDE)
6.1概述
6.2利用图形用户界面(GUI)求解偏微分方程
6.3常用偏微分方程的数值求解(PDE)
6.4使用命令行求解偏微分方程
6.5有限差分法——二维场域的求解
练习
第7章Simulink仿真
7.1操作实例演示
7.2仿真中的关键问题
7.3建模与仿真
练习
第8章信号处理工具箱初步
8.1信号处理基本函式
8.2信号的基本运算
8.3离散傅立叶变换
8.4拟合工具箱
第9章图像处理
9.1演示
9.2数据类型和图像类型
9.3图像显示
9.4图像的运算和几何操作
9.5图像变换
9.6线性滤波
9.7图像处理的几种重要操作
第10章用户界面设计
10.1句柄图形
10.2图形用户界面
物理问题相关程式索引
编后语
参考文献