计算物理实验实验教学大纲

计算物理实验实验教学大纲课程编号：09011400课程名称：计算物理/ComputationalPhysics课程属性：选修实验属性：非独立设课开课学期：7学时：27适用专业：材料物理学分：1开课部门：理工学院物理系考核要求：考查课程简介：计算物理基础是通过数值方法模拟物理问题，它与实验物理、理论物理构成研究物理问题的三种基本方式。通过本课程的学习，学生要了解和掌握物理问题的计算机求解的基本原理、研究方法及实现指令。学习计算物理基础知识,学会运用数学软件MATLAB进行科学计算和模拟的常用技能,解决物理学习中的基本计算问题及在非线性物理中的应用,培养学生建模、编程、模拟的能力，即用数值计算来分析研究物理问题的能力。一、实验项目设置及学时分配项目编号实验项目名称实验类型开出要求学时分配0901140001MATLAB安装与基本操作综合必做70901140002数据产生与存储综合必做40901140003数据运算与处理综合必做40901140004符号运算综合必做409011400052d数据可视化综合必做409011400063d数据可视化综合必做4学时总计27二、实验内容及教学要求实验项目1：MATLAB安装与基本操作1、教学内容学习安装MATLAB软件，初步了解和熟悉MATLAB软件的基本功能与操作指令2、教学目标（1）了解MATLAB软件的基本功能与操作指令（2）熟悉MATLAB软件的界面功能、命令窗口的基本操作、MATLAB语句中标点符号的常见作用（3）掌握MATLAB的安装、启动和关闭以及帮助与查找命令实验项目2：数据产生与存储1、教学内容学习MATLAB数据的产生与存储2、教学目标（1）了解MATLAB各种类型数据的产生、转换与存储（2）熟悉数组、矩阵数据的产生与存储（3）掌握变量命名规则、常见常量实验项目3：数据运算与处理1、教学内容学习MATLAB对数据的运算和处理2、教学目标（1）了解MATLAB软件的基本数据的运算和处理操作指令（2）熟悉MATLAB矩阵与数组的运算和处理操作指令（3）掌握矩阵与数组的算术、关系、逻辑运算及其基本函数运算；掌握多项式拟合指令polyfit与polyval实验项目4：符号运算1、教学内容学习和使用MATLAB符号数学工具箱2、教学目标（1）了解MATLAB符号数学工具箱（2）熟悉符号变量的产生与运算（3）掌握符号变量与矩阵运算基本命令sym、syms、subs实验项目5：2d数据可视化1、教学内容学习MATLAB2d数据可视化的基本指令2、教学目标（1）了解数据可视化的意义和目的（2）熟悉MATLAB2d离散数据与连续数据可视化的基本指令以及线型与颜色标记（3）掌握plot、plotyy、figure、subplot、ezplot、title、xlabel、legend、text等基本指令实验项目6：3d数据可视化1、教学内容学习MATLAB2d数据可视化的基本指令2、教学目标（1）了解3d数据可视化的意义和目的（2）熟悉MATLAB3d离散数据与连续数据可视化的基本指令（3）掌握plot3、surf、mesh、contour、slice、quiver3等指令的基本用法三、考核方式及要求考查，实验50%，课堂检测50%四、主要仪器设备及实验材料项目编号实验项目名称主要仪器设备及台（套）数实验材料备注0901140001MATLAB安装与基本操作30-40台电脑安装MATLAB软件安装包0901140002数据产生与存储30-40台电脑MATLAB软件0901140003数据运算与处理30-40台电脑MATLAB软件0901140004符号运算30-40台电脑MATLAB软件09011400052d数据可视化30-40台电脑MATLAB软件,每人电脑一台09011400063d数据可视化30-40台电脑MATLAB软件,每人电脑一台五、教材及参考书1、《MATLAB科学计算》，清华大学