matlab 语言在物理中的应用

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1、Matlab语言在物理中的应用MATLAB(1)MATLAB名称是由「矩阵实验室」﹙MATrixLABoratory）所合成，是由MathWorks公司于1984年推出的数学软件。MATLAB为各种动态系统仿真、数字讯号处理、科学计算、科学显示等领域的标准程序语言。MATLAB的许多的核心计算技术原先是源自于LINPACK及EISPACK，目前则是以最新的LAPACK为计算基础。MATLAB(2)MATLAB早在1978年即已现身，当时是用Fortran撰写的免费软件，其作者是当时任教于新墨西哥大学的CleveMoler教授。TheOriginsofMATLABMATLA

2、B(3)JackLittle（又称为JohnLittle）将MATLAB以C语言重写，并于1984年成立MathWorks公司，首次推出MATLAB商用版。MathWorks在Newsgroup上进行对使用者的技术指导，在WWW兴起之后，就提供各项技术支持与搜寻功能，并在内部网络（Intranet）方面，以Web与数据库的整合来进行软件bug的追踪、修复与管理。MATLAB简介MATLAB早期以矩阵运算为主，第4版推出握把式图形（HandleGraphics），第5版中允许用户建立许多不同的数据型态，（如多维数组、结构数组、异质数组等）。MATLAB是一个计算核心，围绕着

3、这个计算核心，有许多针对不同应用所开发的应用程序，称为工具箱（Toolboxes）。科学计算科学计算ScientificComputing(计算科学ComputationalScience)使用数学、统计与计算器的技术，借助计算机高速计算的能力，来解决现代科学、工程、经济或人文中的复杂问题狭义的科学计算是针对某些特定的数学问题，设计有效的计算方法来求解，因此即为数值计算/数值分析/计算方法科学计算是一门工具性、方法性、整合性的新学科，是各种科学与工程计算领域（如：气象、地震、核能技术、石油探勘、航天工程、密码解译等）中不可缺少的工具科学计算已成为当今科学研究的三种基本手段

4、之一，是数学将触角伸向其他学科的桥梁。科学计算随着计算机的高速发展，数值计算方法已深入到各个科学研究领域，计算性交叉学科不断涌现，如计算力学、计算物理、计算化学、计算生物学、计算经济学等科学计算使用计算机进行科学计算、数据处理及分析已成为人类科技活动的主要方法之一。熟练地使用计算机进行科学计算，已成为科技工作者的一项基本技能科学计算利用计算机解决实际问题通常分下面几个过程：实际问题建立模型数值方法程序设计上机实现计算方法的任务计算方法/数值分析的任务设计求解各种实际问题的高效可靠的数值方法有效：易于在计算机上实现可靠：收敛性稳定性等有理论保证高效：尽可能地节省计算时间和存

5、储空间对于同一问题，不同的算法在计算性能上可能相差百万倍或者更多！对求得的数值解的精度进行评估研究数值算法在计算机上的实现计算方法例：求解一个n阶线性方程组，如果使用克莱姆法则，需要计算n+1个n阶行列式，在不计加减运算情况下，至少需要n!(n2-1)次乘除运算。而使用高斯消去法，只需约2n3/3次乘除运算用每秒运算30亿次（主频3.0G）的计算机求解时，大约需要10000年的时间当n=20时，如果使用高斯消去法，不到一秒钟就能完成数据绘图电子轨道模拟高速列车表面气流汽车的噪音模拟扰动后产生的湍流数值计算举例太阳表面辐射核聚变装置托克马克数值计算举例核爆热流模拟（超新星爆

6、发）数值计算举例多孔介质中的液态CO2MATLAB第七版的外观MATLAB7.6(2010a)发行于2010年，其启动方法和第六版相同，外观如下：有趣的指令安装MATLAB后，直接在命令窗口内的提示符号“>>”之后输入下列指令：检查版本versionver测试电脑速度：bench使用变量与基本运算一般数学符号运算在MATLAB命令视窗内的提示符号（>>）之后输入运算式，并按入Enter键即可：>>(5*2+3.5)/5ans=2.7000其中ans是内建的变量，用于储存每次的运算结果。我们也可以将运算结果送到另一个变量：>>x=(5*2+3.5)/5x=2.7000若不想

7、让MATLAB每次都显示运算结果，只需在运算式最后加上分号即可：>>y=(5*2+3.5)/5;变量命名规则与使用第一个字母必需是英文字母。字母间不可留空格。最多只能有31个字母，MATLAB会忽略多余字母（在MATLAB第4版，则是19个字母）。MATLAB在使用变量时，不需预先经过变量定义（VariableDeclaration）的程序，而且所有数值变量均以预设的double资料类型（占用8个bytes）来储存。加入注解若要加入注解（Comments），可以使用百分比符号（%）例如：>>y=(5*2+3.5)/5;%将运算