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利用Matlab模拟点电荷电场的分布 Technologyamp;EconomyinAreasofCommunications 利用Matlab模拟点电荷电场的分布 交通科技与经济 2008年第2期f总第46期) 周胜,王丽丽,白晶 (1.哈尔滨师范大学理化学院,黑龙江哈尔滨150080;2.长春工业大学基础科学学院,吉林长春130012) 摘要:Matlab是一种便于进行科学和工程计算的交互式软件包.介绍Matlab软件中关于绘图和解微分方程的一 些命令用法.利用Matlab描绘点电荷电场和电势的分布情况,为Matlab进行数值模拟提供范例. 关键词:Matlab;计算机模拟;电场;电势 中图分类号:O41l_3文献标识码:A文章编号:1008—5696(2008)02—0070—03 ApplicationofMatlabtoSimulateElectricFieldofPointCharge ZHOUSheng,WANGLi—li.,BaiJing (1.DepartmentofPhysics,HarbinNormalUniversity,Harbin150080,China;2.SchoolofBasicSciences,ChangchunUniver sityofTechnology,Changchun130012,China) Abstract:Matlabisakindofinteractivesoftwaretohelpcarryoutscienceandengineeringcalculation.In thispaper,weshallfirstbrieflyintroducetheusageofplottingordersandsolutiondifferentialequationin Matlab.Wesimulateanimageofelectricfieldandelectricpotentialofpointcharge.Thepaperprovides exampleandtheoryreliancefornumericalsimulation. Keywords:Matlab;computersimulation;electricfield;electricpotential Matlab(MatrixLaboratory)是一种功能强,效率高,便于 进行科学和工程计算的交互式软件包.它是美国Math— works公司推出的一种高性能的科技计算软件,它集数值计 算,符号运算,图形图像处理,编程等多种功能于一体,应用 非常广泛.Matlab对于学习者的编程语言基础要求不高,库 函数和编程语句丰富多样且简单易学,在数据可视化上也有 独特的优势.学习者不需要投入太多的时间在学习编程语 言知识上,可以直接利用软件提供的丰富函数,编写较简单 的程序即可解决许多普通物理学的问题.一般而言,对从实 际问题中建立的方程或公式也很难用手工计算出满意的结 果,这就需要有一种方便快捷的方法来使以上问题形象化. 基于此,本文探讨Matlab软件在数值模拟方面的应用,为利 用Matlab进行计算机模拟提供一些可供借鉴的范例. 1Matlab与绘图和解微分方程有关的基本 命令 Matlab输入命令的方式有两种:一种是在命令窗口中直 接输入简单的语句,这种方式适用于命令比较简单且处理问 题没有普遍应用性的场合;另一种工作方式为M文件的编 程工作方式.M文件是一个简单的文本文件,语法比一般的 高级语言都要简单,交互性强;而且可以像一般文本文件那 样在任何文本编辑器中进行编辑,存储,修改和读取. 当使用绘图语句时,Matlab自动打开一个图形窗口.如 果已经有图形窗El存在,作图命令便会使用已存在的图形窗 收稿日期:2007—12—04 作者简介:周胜(1978～),男,助教,博士研究生,研究方向:电介质 工程. El.如果使用命令figure,就会打开一个新的图形窗口.在 已有图形上继续作图的指令是holdon;取消这种功能的指 令是holdoff. 1.1二维图形绘图语句 1)plot语句.二维图形绘图命令中最基本的指令就是 plot.如果输入两个矢量,,则plot(x,)产生的是相对 于37的图形. 2)fplot语句.当已知函数关系的时候,采用fplot语句 可以更加快速,精确地绘制出指定区间上的函数图像. 1.2三维曲线绘图语句 1)plot3(,,,).其中,y,是同维数的矢量或矩 阵.每组Y,构成一个点的坐标,各点依次相连,形成一 条曲线.如果是矩阵,则它们相应的列构成一条三维曲线的 数据点坐标,所以用矩阵可以同时画多条空间曲线. 2)网线和表面图.Matlab中,曲面是用cry平面的各个 格点上的坐标来定义