物理学计算机

下面是博文学习网小编为你分享的物理学计算机，希望能够为大家带来帮助，希望大家会喜欢。同时也希望给你们带来一些参考的作用，如果喜欢就请继续关注我们博文学习网（www.hnnscy.com）的后续更新吧！

物理学计算机篇一：浅谈大学物理中的计算机教学

浅谈大学物理中的计算机教学

[论文摘要]物理学与计算机科学关系密切、互相促进、共同发展，对我们今天的物理教学提出了更新更高的要求，物理学的教学内容可以结合计算机教学作一些思考和尝试，以适应新形势的要求。

一、物理学与计算机的密切关系

电子计算机是因解决物理问题的需要而产生的，二次大战期间为了快速计算弹道，被公认为世界第一台电子计算机ENIAC于1946年研制成功[1]，万维网的出现是因欧洲核物理学家们进行学术交流的需要而设计出来的。由此可见，计算机与物理学的关系是非常密切的，物理学的发展促成了计算机的产生与发展，计算机的出现是二十世纪最伟大的科学技术成就之一，它延伸了人们的思维能力，成功地解决了很多物理、数学等方面的难题，没有计算机就不可能准确计算出火箭和卫星的轨道位置、就没有今天的航天成就，计算机应用跨越各个学科，在工业技术、企业管理、情报信息处理、国民教育等领域引起深刻的变革，在今天几乎没有哪一个学科能够离开计算机的应用。

作为孕育计算机诞生与发展的物理学，如果说早期物理学应用计算机主要解决人们的计算速度、强度的技术问题，那么到了今天，计算机已在更深刻的层次上促进物理学的发展，由于在物理学很多领域中能够找到精确解的理论问题已经不多了，剩下的是大量的复杂的非线性问题，对这些问题的分析、预测和求解离开计算机，人们几乎无能为力了。另外一个方面，在计算机出现之前，人们只能够通过真实的实验来验证物理理论的正确性、工程中也往往需要耗费巨额资金做实验来探测某些数据和验证方案的可行性。而今天很多实验可以通过计算机仿真实验来完成，达到与真实的实验完全相同的效果，成本低廉且安全环保，用计算机来进行科学实验是科学技术史上革命性的变化。

物理学与计算机科学互相促进、共同发展的情况对我们今天的物理教学提出了更新更高的要求，物理学的教学内容、教学手段和教学方法必须与时俱进，适应新形势的要求。

二、物理教学中结合计算机教学的一些思考

大学物理课内容很多，结合不同的专业，在保证教学大纲的基本要求的前提下，内容上作一些必要的取舍，针对计算机科学技术和应用等相关专业，教学内容上适应地向专业倾斜，使基础课更好地为专业课服务，明确基础课的服务目标，让学生明了物理课程对后续专业课程的重要性，提高学习的积极性和主动性，以取得良好的学习效果，具体做法以下几方面进行： （一）精选典型物理问题用计算机编程求解

大学物理课程一般在大一的下学期和大二的上学期进行，而大多数专业的计算机程序设计课程也恰好在此阶段展开，这就为物理课与计算机程序设计课相结合创造了有利条件。根据物理教学的不同阶段，可以精选一些典型的物理问题用计算机编程进行数值求解。例如在力学部分讲抛物运动时，先按教材讲授忽略空气阻力时的运动方程，求出精确解，然后补上空气阻力二次项，方程就变成非线性的了，让学生体验含有空气阻力时实际问题求解的难度，再介绍计算机数值计算的方法与思路，给出编程示范，作为综合习题让学生完成程序设计与调试，并与计算机程序设计课教师协商，程序调试可利用计算机上机课时间完成，通过这种方式，理论联系实际，既培养锻炼了学生解决实际问题的能力，又提高了学生学习物理课和学习计算机程序设计课双方面的积极性。又例如在振动学章节用计算机演示单摆大角度强迫

振动的混沌效应；在热力学章节用计算机模拟二维布朗粒子运动；在电磁学章节用计算机编程求解一般位置的电场和磁场分布情况，像载流圆形线圈，根据毕粤--萨伐尔定律和对称性，教材上只给出了求线圈轴线上点的磁感应强度，但对其它位置的磁场分布情况计算就很难了，因此可在课堂上简单介绍计算机积分法，要求学生在此基础上利用计算机完成求解圆形电流非轴线上点的磁场分布情况，巩固和加深对物理定律及其适用范围的理解与把握，学习和体会计算机编程的方法与技巧。

通过精选少量典型物理习题利用计算机编程进行数值求解，以小论文或综合作业的形式布置练习，具体实施中充分征求计算机相关教师的意见并请求协助和参与实施，加强不同学科、不同课程之间的交流与协作，达到事半功倍的双赢的教学效果，充分体现大学物理课的基础地位与作用，体现计算机对物理学习和研究的重要性，知道这两门课程关系如此密切，学习的认真态度和积极性自然就得到了加强和提高。

（二）部分物理实验利用计算机仿真课件来进行

随着计算机仿真技术的迅速发展，大学物理的计算机仿真实验也得到普遍的关注与认同，成为大学物理实验的一个新的重要手段和工具，一些院校已开发出很多有特色的大学物理仿真课件，为我们在实验方面实施物理教学与计算机教学结合创造了另一个有利条件。可将全部物理实验内容分成三个部分:一部分按原计划实施，一部分实验由计算机仿真实验取代，还有一部分作为对比实验，既按真实实验进行，又做仿真实验进行对比。将仿真实验课件安装在机房和校园网上，方便学生操作。仿真实验虽然不可完全替代真实实验，但真实实验仪器因结构复杂精密、价格昂贵，不允许学生反复操作、随意拆装，以剖析仪器性能结构。仿真实验恰好在这方面能弥补真实实验仪器的不足，丰富了物理实验的手段与方法，拓广了学生的视角，也为以后计算机的应用开发掌握一些基本概念。

（三）结合电磁理论和量子理论章节内容，介绍计算机软硬件的发展前景

通过上面的一些做法使学生了解了计算机对物理学习和研究的重要性，但反过来物理学理论与技术的发展对计算机软硬件的发展所起的关键作用，在物理教学的相关内容中也应注意作些介绍，事实上每一代计算机的产生与发展都与当时的物理理论与技术水平密切相关。在电磁学和量子理论章节的教学中适当介绍一些与计算机相关的理论与技术知识，如量子信息、量子密码和量子计算机的原理、研究方向和技术难点，目前的发展状况等，让学生看到物理学理论对计算机软硬件发展的关键作用，以强调物理课程对后续专业课程的重要性、强化物理课教学目标的针对性，进一步从专业的客观需要方面促进学生提高学习物理课的自觉性和主动性。

物理学计算机篇二：计算机模拟物理作业1

计算机模拟物理第一次作业

工物02黄丽达 2010011686 工物02 王岩 2010011707 工物02 胡丕丕 2010011681

1. 行星运动方程的描述

在行星运动过程中受到太阳对其的引力作用，在直角坐标系下，其受力如（1-1）式：

d2xdt d2ydt==

dvxdt

dvy

=?rx=?

GMr?2

GM

其中，外有引力常量

G=6.672×101030kg ，δ为指数偏离度。

dt?11

y

1-1） （

N?kg?m2+δ，M为太阳质量，M=1.990×

1.1 地球绕太阳运动

在天体的实际运动中，空间尺度和时间尺度都非常大，因此，取地球到太阳的平均距离

为单位长度（1AU），地球绕太阳运动的周期时间为单位时间（1year），记：

A=1AU=1.496x1011m

B0=1year=365x24x3600s=3.154x107s B0=1year是平方反比的中心力场情况下地球做圆周运动的周期，如果引力不满足平方反比规律，有一个偏离δ，此时的周期为B，单位为年（year）。

GMm2π2

=m(A 0

GMm2π2

=m(A

?B=B0Aδ/2

当使用A和B作单位时，记x=XA，y=YA，t=TB，此时有

vx=dt,VX=dTvx=BVX

（1-2） AdydY?

vy=BVYvy=dt,VY=dT

将（1-2）代入（1-1）得到：

dVX

dx

dX

A

dV

记k=

2MGB0

dT

Y

==

B2dvxAdt

B2dvyAdt

=?=

dTA3

GMA RA B2GM?A RA B2

XA =? YA =?

GB2MAGB2M

XRY

=?=?

2MGB0

XRYRA2MGB0

1-3） （

ARA=39.439，采用新的单位制后，运动方程为：

dVXdT dV

YdT

XRY

=?k

=?kR（1-4）

1.2 二行星运动

记：A=1AU=1.496x1011m，B=1year=365x24x3600s=3.154x107s，k=不考虑两行星之间的相互作用时，每个行星的运动单独考虑。

dVXdT

dV

YdT

GB2MA=39.439

=?kR=?k

GMrGMrYR3

X

（1-5）

考虑两行星之间的相互作用时，对行星1，加速度分量如下：

d2x1

d2y

记k1=

GB2m2Adt==

dvx1dtdvy1dt

=?=?

x1?

Gm2r12Gm2

12(x1?x2)(y1?y2)

1dty1?r

（1-6）

=0.39439

dVX1dT dV

Y1

dT

=?kR1

?k1=?kR1

3?k1=?=?

GMrGMrY

X

(X1?X2)

R12（1-7） (Y1?Y2)R12同理，对行星2：

d2x2

d2y

记k2=

GB2m1A3

dt2

==

dvx2dt

dvy2dt

x2?

Gm1r12Gm1

12(x2?x1)(y2?y1)

dty2?r

（1-8）

=0.039439

dVX2

dV

dT

Y2

=?kR2

?k2=?kR2

?k2

Y

X

(X2?X1)

R12（1-9） (Y2?Y1)R12dT

作业采用Visual Studio 2012编程生成轨道的数据，用matlab作图。

2. 地球绕太阳运动数值模拟实验

a) 太阳坐标取为（0,0）。选择合适的初速度，使行星运动为圆周运动。用Euler-Cromer方

法模拟。用Euler方法结果如何。

选取初速度时，我们假定地球绕太阳作圆周运动，则其速度满足v=v=vn+an?t使用Euler-Cromer方法， n+1

yn+1=yn+vn+1?t

时间间隔设为0.1，模拟10个周期，得到的轨道如图2-1：

2πRT

=6.28

2-1: Euler-Cromer,dt=0.1,10T

1.5

1

0.5

y

-0.5

-1

-1.5-1-0.5

x

00.511.5

时间间隔设为0.01，模拟10个周期，得到的轨道如图2-2：

2-2: Euler-Cromer,dt=0.01,10T

0.80.60.40.2

y

0-0.2-0.4-0.6-0.8-1

-1

-0.5

0x

0.5

1

时间间隔设为0.001，模拟10个周期，得到的轨道如图2-3：

2-3: Euler-Cromer,dt=0.001,10T

0.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1

y

-1-0.5

0x

0.51

v=vn+an?t 使用Euler方法， n+1

yn+1=yn+vn?t

时间间隔设为0.1，模拟10个周期，得到的轨道如图2-4：

2-4: Euler,dt=0.1,10T

15

10

5

y

-5

-10

-15

-45-40-35-30-25

x

-20-15-10-50

时间间隔设为0.001，模拟10个周期，得到的轨道如图2-5：

2-5: Euler,dt=0.001,10T

1

0.5

y

-0.5

-1

-1.5-1-0.5

0x

0.511.5

时间间隔设为0.00001，模拟10个周期，得到的轨道如图2-6：

2-6: Euler,dt=0.00001,10T

10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1

y

-1-0.5

综上所述，行星绕地球运动的轨道模拟结果为圆形。模拟时时间间隔越小，轨道越接近圆形；Euler-Cromer方法与Euler方法比较，相同时间间隔的情况下，前者的模拟轨道更接近圆形，即结果更接近真实值。

0x

0.51

物理学计算机篇三：转专业面试 物理到计算机

计算机与通信工程学院

为了保证学生转入我院后获得更好的发展，结合我院各专业培养计划的课程设置和专业特点，对通过学校笔试选拔的学生进行综合面试。具体安排如下：

1、面试时间和地点

时间：2013年6月7日（星期五）下午2:30

地点：工科楼B座255室（学院会议室）

2、面试内容及方式

（1）面试方式为个人陈述和现场问答。个人陈述内容包括自己的学习状况，转专业的理由，对原专业和所申请专业的理解，曾参与的创新型实践和成绩，学业设想、自身爱好、特长等。问答由面试评委自由提问，学生现场作答。

（2）评委根据学生现场表现评定学生的面试成绩。

3、接收条件和要求

（1）必修课程没有不及格现象。

（2）面试成绩合格。

（3）按总成绩从高到低、在学校核准的限额内确定拟接收的学生名单，并予公示。

4、注意事项

（1）弄虚作假者及不符合学校转专业的有关文件者，学院不予接收。

（2）经评委认定不适合在拟转入专业学习者，学院不予接收。

个人陈述：各位老师，教授。下午好！很高兴能在这里参加面试。我是理学院应用物理学***。来自**；由于高考失利，被调剂到应用物理专业，当我得知被调剂到应用物理之后，立即就对应用物理专业的课程设置及就业前景进行了研究，发现应用物理学不适合我；首先不是应用物理这个专业有什么不足之处，三百六十行，行行出状元，努力学习物理知识，将来肯定也能能有所作为，成为社会之精英，国家之栋梁。但人各有志，完成大志，需要极大的兴趣来引导，我的兴趣不在物理。其次，应用物理的方向就是要往更高更深的层次房展，但作为一个农村的学生，我的家庭条件不允许我这样做，由于我是应届生，年龄也小，家里人就想让我复读，后来打听到能够转专业，才同意我来就读。另外，当

走到学术的高端的时候，更加需要兴趣来引导，如果硬着头皮做下去，不仅出不了什么成果，而且对自己也是一种折磨。

我希望进入计算机学习的愿望由来已久，从小我就对计算机很有兴趣，高中时我就尝试过学习c语言，尽管当时学习后很受打击。上学期我还参加了班徽设计比赛，说实话当时对Photoshop很陌生，但我现用现学，成果让导员和同学们都很满意。前几周我还参加了学校的程序竞赛，由于当时忙于对自己专业课程的学习，对一些知识像EOF结束符，结构体等毫无所知，结果只得了一个三等奖，这也更加坚定了我转专业的信念，如果我刚开始就在计算机学习的话，结果肯定不会是这样。现在我已经认识到了在大学学习知识的重要性，每天都十分努力的学习，一改上学期学习那种不成熟的想法和表现。如果我能转入计算机专业，会更加努力的学习，一定要在acm亚洲区那个名次，一雪前耻；我毕业后希望能进百度这样的公司，因为这样的公司不仅待遇好，更能提供更好的发展机会，

我个人比较喜欢有技巧和挑战的运动像乒乓球，并且打得不错，平时也跑步，打篮球，排球等运动。真心希望各位老师能够给我这次宝贵的机会，在人生的道路上帮我一把，谢谢！

Personal statement:

Good afternoon. My dear teachers, my dearprofessor.It is my great honourparticipate in the interview。 I am

*** two of Applied Physics,College of Science. From **; due to failed in the college entrance examination, was sent to the Applied Physics , when I learned that was sent to the Applied Physics, immediately makes a study of the course offeredof Applied Physics Major and career prospects, found that study in Applied Physics is not suitable for me; first,Not applied physics this professional what are the shortcomings of, All roads lead to Rome, To study physics knowledge, will certainly also canget somewhere, But different people have different opinins., to complete the ambition, takes a great interest to guide, I'm not interested in physics. Secondly, applied physics direction is to level exhibitions deeper and higher, but as a rural students, my family condition does not allow me to do so, because I was a fresh graduate, and young,my family want to let me be in school again, and later we heard that one can turn professional, then my family agree with me to the school. In addition, when go to the academic high-end, need more interest to guide, if crustily skin of head to do so, not only nothing results, but also to oneself is a kind of torture.

I want to enter the computer science and technology learning hava been a long time. I had a great intersts when I was young high school when I tried to learn C language, even though the learning is hit, a few weeks ago I also participated in the school’s program competition, at that time because of the busy on their professional course learning, some knowledge like EOF at the end, structure, got a prize three, the more determined I turned professional beliefs, if I just started to learn the computer, the results will not be so. Now I have realized the importance of learning in the University, every day I am very hard to learn,Get rid of the last term’s not mature idea and Realization. If I could turn into a computer professional, will work harder to learn,We must take a place in the ACM region of Asia. I hope to go to a company likeBaidu after graduation, because such companies not only pay well, can provide better opportunities for development,

I personally likesome sports skillful and challenginglike table tennis, and I do very well in table tennis, usually I do some running, play

basketball, volleyball and other sports.Really want to get this precious opportunity, thank you!