Mathematica在物理计算教学中的应用
毕业论文关键词: Mathematica 辅助 物理教学 物理计算
Application of Mathematica in Physics Calculation and Teaching
Abstract:This paper mainly introduces the interface of the Mathematica software, variables and common functions in writing a program, the basic content of program input and the application of the software. In this paper, Mathematica is applied to young's double-slit,electric field lines, scattering and Brownian motion ,which helps us to understand the software's calculation, drawing, simulation and other functions, and let us know the software plays a supporting role in physics learning.Besides,it helps us lay the foundation for later Mathematica learning. This software enables us to have a perceptual knowledge and then a rational knowledge. It helps us teach better and helps students study the complex and abstract physical knowledge as well.
Keywords: Mathematica assist physics teaching physics calculation
目录
1 绪论 1
1.1 Mathematica简介 1
1.2初识Mathematica 1
2 Mathematica软件的使用 3
2.1Mathematica的变量 3
2.2 Mathematica的函数 3
2.3 Mathematica的程序输入 3
2.4 Mathematica的数据和表型数据 4
2.5 Mathematica求解微分方程 6
3 Mathematica的应用 7
3.1 Mathematica在双缝干涉中的应用 7
3.2 Mathematica在电力线中的应用 10
3.3 Mathematica在散射问题中的应用 13
3.4Mathematica应用于布朗运动的模拟 17
4 结语 23
5 致谢 23
参考文献 24
1 绪论
1.1 Mathematica简介
Mathematica是由美国Wolfram Research公司开发的一款普遍使用的计算机代数系统软件，该软件具有强大的符号计算、数值计算、图像处理和制作动画等功能，是目前最广泛使用的数学软件之一[ ]。尽管如今有很多软件被应用于科学计算方面，但因为Mathematica语法简单、功能强大，而受到不少科学工作者的青睐。
1.2初识Mathematica
图1.1是Mathematica工作时的窗口画面，其上有标题栏、菜单条、工具条、工作区和模板窗口。观察下图方便我们初步认识Mathematica的工作环境，为进一步了解该软件的使用方法打下一个良好的基础。
首先来看工作区，即输入编写的程序的地方，如图1.1。在工作区的右部分，我们可以看到伸长的右括号“]”，它括起的内容是一个单元，Mathematica便是以单元为单位进行计算和显示的。编写好程序后，怎么才能使它运行呢？首先我们要将光标放在相应程序的单元区，然后只需要按字母键盘区的组合键Shift+Enter就可以了。程序运行后，正常会有输出，本来的输入单元对应会有一个输出单元，这时系统会自动生成一个更大的“]”将输入和输出单元括起来，构造成复合单元。同时，输入程序前会出现类似于ln[1]：=的符号，输出程序前出现Out[3]=的符号，但是不是每行都会出现这些符号。我们需要注意的一点的是程序结尾有分号的一行不显示输出结果，只有没有分号的才显示[ ]。