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计算物理(彭芳麟)(书后配盘)(挖改封面)(新定价)

“十一五”国家规划教材

作者:
彭芳麟
定价:
53.00 元
版面字数:
0.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
460
最新
印次时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-028355-6
物料号:
28355-B1
出版时间:
2010-01-12
读者对象:
高等教育
一级分类:
物理学与天文学类
二级分类:
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类:
计算物理

本书以计算软件MATLAB 为编程语言,通过实例讲解了计算物理基础知识,如:数据拟合,数值微积分,解常微分方程与偏微分方程,蒙特卡洛方法等。选取的内容基本上遵照了教育部物理学与天文学教学指导委员会所建议的“计算物理基础”教学规范的要求并略有增加。

本书在内容编排与讲解方法上有独特的风格,突出了计算物理是编程语言学习、物理建模、计算方法应用以及用物理思想分析计算结果等四位一体的训练。着重强调了学习编程思路和训练编程技巧,重视实践操作,还增加了物理研究中很有用的可视化技巧如矢量场的可视化、动画技巧和图形界面的设计等。所选用的例子既有科研中的经典案例如混沌、分形等,也有教学中的疑难问题如陀螺、电磁场问题等,全部例子都附有参考程序,以及程序运行所得的图形,使版面显得生动,有利于提高初学者的兴趣。

本书是国家精品课程“计算物理基础”所采用的教材,其中的教学成果曾获2005 年国家级教学成果二等奖,它反映了我们多年来教改的成果,也是师生之间能者为师,教学相长的见证。本书不仅适合于作基础课的教材,也可用于自学计算物理。对于需要使用计算物理作为工具的科研人员,也是一本很有价值的参考书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 MATLAB简介
        • 1.1 MATLAB的操作界面
          • 1.1.1 操作界面介绍
            • 1.1.2 指令窗中的功能
              • 1.1.3 数据存储与显示
              • 1.2 数据格式与算符
                • 1.2.1 向量的输入
                  • 1.2.2 矩阵
                    • 1.2.3 列阵
                      • 1.2.4 数据网格
                        • 1.2.5 基元列阵
                          • 1.2.6 结构数组
                            • 1.2.7 字符和文本
                            • 1.3 编程
                              • 1.3.1 编辑程序
                                • 1.3.2 调试程序
                                  • 1.3.3 设置搜索路径
                                    • 1.3.4 两类程序文件
                                      • 1.3.5 流程控制
                                        • 1.3.6 数据输入与输出
                                        • 1.4 作图
                                          • 1.4.1 作图功能概述
                                            • 1.4.2 二维曲线作图指令
                                              • 1.4.3 复数作图
                                                • 1.4.4 基本的三维图
                                                  • 1.4.5 四维数据的表现------切片函数lice
                                                    • 1.4.6 复变函数图形
                                                      • 1.4.7 动画
                                                      • 1.5 画物理场的专用指令
                                                        • 1.5.1 等值线表现二维标量场
                                                          • 1.5.2 等值面表现三维标量场
                                                            • 1.5.3 用箭头、流线表现二维矢量场
                                                              • 1.5.4 用箭头、流线、锥体、流管、流带表现三维矢量场
                                                              • 1.6 图形窗口的编辑功能
                                                                • 1.7 制作图形用户界面(GUI)
                                                                  • 1.8 浮点运算与数值计算的误差
                                                                    • 1.9 物理应用:Logitic模型的周期分岔与混沌现象
                                                                      • 1.10 练习
                                                                      • 第二章 迭代$-$分形图形
                                                                        • 2.1 迭代与分形
                                                                          • 2.1.1 分形树
                                                                            • 2.1.2 ierpinki三角形
                                                                              • 2.1.3 科赫雪花曲线
                                                                                • 2.1.4 L系统
                                                                                • 2.2 复变函数迭代
                                                                                  • 2.2.1 Julia集
                                                                                    • 2.2.2 Mandelbrot集
                                                                                    • 2.3 分形与分形维
                                                                                      • 2.4 练习
                                                                                      • 第三章 数值微分与数值积分
                                                                                        • 3.1 数值微分与数值积分
                                                                                          • 3.1.1 数值微分的算法
                                                                                            • 3.1.2 数值积分的算法
                                                                                            • 3.2 MATLAB指令
                                                                                              • 3.2.1 差分运算(diff)
                                                                                                • 3.2.2 梯度计算(gradient)
                                                                                                  • 3.2.3 离散拉普拉斯算符(del2)
                                                                                                    • 3.2.4 梯形积分(trapz)
                                                                                                      • 3.2.5 累计梯形积分(cumtrapz)
                                                                                                        • 3.2.6 函数积分(quad, quadl)
                                                                                                          • 3.2.7 函数的二重积分(dblquad)
                                                                                                            • 3.2.8 函数的三重积分(triplequad)
                                                                                                            • 3.3 用符号工具箱计算微积分
                                                                                                              • 3.4 环形电流的磁场------物理场的可视化
                                                                                                                • 3.5 分子振动的半经典量子化
                                                                                                                  • 3.6 练习
                                                                                                                  • 第四章 数据处理
                                                                                                                    • 4.1 插值
                                                                                                                      • 4.1.1 插值分类
                                                                                                                        • 4.1.2 拉格朗日插值法
                                                                                                                          • 4.1.3 分段三次埃尔米特插值
                                                                                                                            • 4.1.4 MATLAB插值指令
                                                                                                                            • 4.2 曲线拟合
                                                                                                                              • 4.2.1 曲线拟合的最小二乘法
                                                                                                                                • 4.2.2 多项式拟合
                                                                                                                                  • 4.2.3 多项式拟合的指令polyfit
                                                                                                                                    • 4.2.4 图形窗口的曲线拟合功能
                                                                                                                                      • 4.2.5 指数拟合
                                                                                                                                        • 4.2.6 线性最小二乘法的一般形式
                                                                                                                                        • 4.3 曲线拟合工具箱
                                                                                                                                          • 4.4 求方程的零点
                                                                                                                                            • 4.4.1 求单调连续函数$f(x)$的实数根的算法
                                                                                                                                              • 4.4.2 MATLAB解方程的指令
                                                                                                                                                • 4.4.3 搜寻函数的极小值
                                                                                                                                                • 4.5 快速傅里叶变换
                                                                                                                                                  • 4.5.1 离散傅里叶变换
                                                                                                                                                    • 4.5.2 傅里叶级数与傅里叶积分
                                                                                                                                                      • 4.5.3 快速傅里叶变换的MATLAB指令
                                                                                                                                                        • 4.5.4 快速傅里叶变换的算法
                                                                                                                                                        • 4.6 练习
                                                                                                                                                        • 第五章 解常微分方程
                                                                                                                                                          • 5.1 龙格$-$库塔法
                                                                                                                                                            • 5.1.1 基本思想
                                                                                                                                                              • 5.1.2 二阶龙格$-$库塔法
                                                                                                                                                                • 5.1.3 三阶与四阶龙格$-$库塔法
                                                                                                                                                                • 5.2 变步长的龙格$-$库塔法
                                                                                                                                                                  • 5.3 常微分方程组的初值问题
                                                                                                                                                                    • 5.4 用MATLAB解常微分方程
                                                                                                                                                                      • 5.5 刚性问题
                                                                                                                                                                        • 5.6 事件
                                                                                                                                                                          • 5.7 误差
                                                                                                                                                                            • 5.8 性能
                                                                                                                                                                              • 5.9 物理应用
                                                                                                                                                                                • 5.9.1 刚体绕瞬心的转动方程
                                                                                                                                                                                  • 5.9.2 弹簧摆运动
                                                                                                                                                                                    • 5.9.3 圆锥陀螺运动
                                                                                                                                                                                    • 5.10 边值问题和本征值
                                                                                                                                                                                      • 5.10.1 边值问题的直接积分
                                                                                                                                                                                        • 5.10.2 打靶法求弦振动方程本征值
                                                                                                                                                                                          • 5.10.3 一维薛定谔方程的定态解
                                                                                                                                                                                          • 5.11 用指令bvp4c解边值问题与本征值问题
                                                                                                                                                                                            • 5.11.1 用指令bvp4c解一维本征值问题
                                                                                                                                                                                              • 5.11.2 有两个解的边值问题
                                                                                                                                                                                                • 5.11.3 马蒂厄方程的本征值
                                                                                                                                                                                                  • 5.11.4 艾登方程
                                                                                                                                                                                                    • 5.11.5 Falkner-kan边值问题
                                                                                                                                                                                                      • 5.11.6 在$x=0$处有突变的问题
                                                                                                                                                                                                      • 5.12 练习264 vkip4mm
                                                                                                                                                                                                      • 第六章 混沌
                                                                                                                                                                                                        • 6.1 单摆------从周期运动到混沌
                                                                                                                                                                                                          • 6.1.1 单摆的动力学方程
                                                                                                                                                                                                            • 6.1.2 周期运动
                                                                                                                                                                                                              • 6.1.3 有阻尼有驱动的情况------耗散系的混沌
                                                                                                                                                                                                              • 6.2 倒摆与达芬方程
                                                                                                                                                                                                                • 6.2.1 倒摆的运动方程
                                                                                                                                                                                                                  • 6.2.2 倒摆的混沌运动
                                                                                                                                                                                                                  • 6.3 自激振动------范德波尔方程
                                                                                                                                                                                                                    • 6.3.1 运动方程
                                                                                                                                                                                                                      • 6.3.2 VDP方程通向混沌的道路
                                                                                                                                                                                                                        • 6.3.3 吸引子类型及其频谱
                                                                                                                                                                                                                          • 6.3.4 分岔
                                                                                                                                                                                                                          • 6.4 洛伦茨方程------奇怪吸引子
                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.1 倍周期窗与费根鲍姆数
                                                                                                                                                                                                                              • 6.4.2 由阵发通向混沌
                                                                                                                                                                                                                                • 6.4.3 庞加莱截面图
                                                                                                                                                                                                                                • 6.5 练习
                                                                                                                                                                                                                                • 第七章 解偏微分方程
                                                                                                                                                                                                                                  • 7.1 差分法解热传导方程
                                                                                                                                                                                                                                    • 7.1.1 显式差分公式
                                                                                                                                                                                                                                      • 7.1.2 隐式公式与平均隐式公式
                                                                                                                                                                                                                                      • 7.2 差分法解弦振动方程
                                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.1 显式格式
                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2.2 初始条件
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.3 实例
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3 差分法与松弛法解椭圆型方程
                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.1 显式差分公式
                                                                                                                                                                                                                                                • 7.3.2 边界条件
                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3.3 迭代法与松弛法
                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4 偏微分方程的工具箱(PDETOOL)
                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.1 PDETOOL的功能演示
                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.2 PDETOOL中方程的输入格式
                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.3 边界条件
                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.4 可解问题的分类
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4.5 解题步骤
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4.6 解一维与三维问题
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4.7 拉普拉斯方程与泊松方程
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4.8 热传导方程
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.9 波动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.10 平面区域的本征值问题
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.5 特殊函数
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.5.1 勒让德函数
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.5.2 贝塞尔函数
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5.3 调用MAPLE计算特殊函数
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5.4 平面波展开
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.5.5 环形电流的磁场
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.5.6 高斯积分
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.6 练习
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第八章 蒙特卡罗方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1 蒙特卡罗方法的发展过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.2 随机变量、密度函数与分布函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3 大数定理与中心极限定理
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.4 随机数与随机抽样
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.4.1 随机数的产生
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.4.2 随机抽样
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.5 计算定积分
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.6 热力学的平衡态
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.7 麦克斯韦速率分布律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.8 链式反应的模拟
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.9 迭代函数系统(IF)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.10 分形生长模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.10.1 抛射沉积模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.10.2 森林和薄膜的关联生长
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.10.3 DLA
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.11 练习
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 多媒体教学课件

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                相关图书