物理效应的模拟与仿真

典型物理效应在教学内容中占据极为重要的地位。将不可见的物理现象通过数字技术在课堂上再现,有助于学生直观地了解物理现象及其本质,改善和提高课堂教学效果。详细介绍了波动光学中的干涉、衍射现象模拟仿真软件的开发实践。

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长春工程学院学报 (自然科学版 )2 1年第 l卷第 1 01 2期J Ch n c u n tTe h ( t S iE i).0 1 Vo. 2, . . a g h nI s. c . Na . c. d . 2 1 . 11 No 1

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物理效应的模拟与仿真刘志明，兆丽，宋郑春，岳明(春工程学院理学院，春 1 0 1 )长长 3 0 2

摘要：典型物理效应在教学内容中占据极为重要的地位。将不可见的物理现象通过数字技术在课堂上再现，助于学生直观地了解物理现象及其本质，有

的物理过程，靠描述性语言难以达到教学效果，仅也使课堂教学枯燥、味。考虑到现代教学硬件体系乏

中多媒体设备已经日益常规化，得将物理效应借使助数字化设备在课堂上低成本展现成为触手可及的现实。基于上述两点，我们结合本校教学实际，选取

改善和提高课堂教学效果。详细介绍了波动光学中 的干涉、衍射现象模拟仿真软件的开发实践。

关键词：物理效应；拟仿真；模动态图形演示中图分类号： 4 . O4 1 1文献标志码： A文章编号：0 9 8 8 ( O )卜0 3 - 3 1 0—9 4 2儿 0 1 90

教学过程中的重点内容，进行模拟仿真，以丰富教学内容，高教学效果。提

模拟仿真工作所利用的工具、用的手段千差采万别，内外物理教学中进行了多种尝试。其中最国

0引言 典型的物理效应在现代工程技术和教育教学中有着广泛的应用。由于工程技术的快速发展，些这应用技术已经日益小型化、型化、成化和模块微集

典型的是 P T课件教学， P目前国内一般教材都配备 P T电子讲稿。但是讲稿局限性很大， P尤其当涉及参数调整合并动态演示时通常难以尽如人意。因此更底层的编程技术一直受到专业物理教学人员的青睐。张星辉[使用 Mal 1] t b制作了一些参数化的物 a

化。如何重现应用过程，阐述应用原理和方法，不仅需要昂贵的设备，而且需要大量的阅读理解时间，并且要面临着基本理论和实际模型之间的两难选择。 应用现代数值技术和模拟技术，将典

型的物理过程、物理效应及其应用思路、发转化过程加以模拟，开不

理结果演示媒体，陈聪、定国[用类似的手段对衍李 2]射现象进行了仿真，收到了良好的效果。其他如都马雪倩等口进行了有益的尝试，函数控制手段做]用出模拟海浪的模型。 普通物理课程内容中，波动光学内容最为“多姿多彩”最适合发挥模拟仿真的效能。本文详细介，绍了波动光学中典型干涉、射物理现象仿真的衍实现。

仅可以加强学生对自然科学成果及其应用性的加深理解，而且能使学生拓展思路，高自觉地、目的提有地把所学知识应用于工程实践的能力。

物理效应的仿真与模拟研究涉及范围很广，主要包括数值计算、值模拟和图形媒体仿真。仿真数和模拟工作不仅可以解决解析方法无法求解的物理理论和工程应用问题，且能够最大限度地展示物而

1程序概况 软件开发在 Viu l ai境下实现，用单 sa B s c环采窗体内的菜单、钮、动棒工作模式，板如图 1按滚面所示。窗口面板设置 2个可见图片盒 ( c u e Pit r -

理过程的内在机理，助理解物理学原理的实质性帮内涵。因此，这方面的研究工作具有教学和科研双重重要意义。 长期的大学普通物理教学实践是我们自主研发模拟仿真软件的原动力。实际教学过程中，常遇经

b x,个用于仿真动态图形输出， o )一另一个用于承载原理性说明图片。

模拟项目选择由下拉式菜单控制，菜单选项选

到物理现象、物理过程的讲解问题，某些日常不可见收稿日期： 0 0 1—2 21— 2 1

中时修改描述当前模块指向的全局变量，据该全依局变量值自动完成下列事件的驱动，主要是相应模拟项目的初始参数设置，括项目名称显示、理说 包原

作者简介：志明 (9 5, ( )吉林集安，授刘 16一)男汉，教主要研究凝聚态物理学。

明图片加载、光学参数的初始化、滚动棒标签和图形视点的初始化。

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