高永潘,芦鹏飞,王川

• 1:北京邮电大学电子工程学院
• 2:北京师范大学人工智能学院

摘要(Abstract)：

大学物理教学中，一些实际例子的展示有助于培养学生对于相关现象的物理直觉。本文以加深学生对大学物理电磁场部分中时域与频域的关系的认识为目的，借助现代计算机技术，使用有限元方法实现电磁场教学中时域和频域两种研究方法的实时展示。这种直观的展示有助于加深学生对于物理系统时域演化和频域特性的认识。对于更深入的电磁场频谱的教学，本文则展示了利用时域演化和频域耦合两种方法研究电磁波非线性晶体中传播后的系统频谱特性，并对结果进行对比，该方法有利于学生增强对于电磁场时频特性的理解。在教学过程中，通过快速的演示使得同学在掌握这两种方法的同时充分认识两种方法的有效性和局限性，夯实未来学生工程实践过程中的物理认知。

关键词(KeyWords)： 有限元;时域;频域;电磁场教学

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(62101057;62071448)

作者(Author): 高永潘,芦鹏飞,王川

参考文献(References)：

• [1] 苟秉聪，胡海云.大学物理学(下册)[M].2版.北京：国防工业出版社，2011.
• [2] 张三慧.大学物理学(第三册)[M].2版.北京：清华大学出版社，1999.
• [3] 程守诛，江之永.普通物理学(上册)[M].北京：高等教育出版社，2006.
• [4] 赵凯华，陈熙谋.电磁学[M].3版.北京：高等教育出版社，2011.
• [5] 曾鑫，闫向宏，张亚萍.利用有限元数值模拟技术辅助静电场学习[J].物理与工程，2020(5):87-91.ZHENG X,YAN X H,ZHANG Y P.Using finite element numerical simulation techniques to aid electrostatic field learning[J].Physics and Engineering,2020(5):87-91.(in Chinese)
• [6] 左文杰.一维有限元方法[M].北京：科学出版社，2018.
• [7] 张瑞，李复.平面电磁波性质的推导与讨论[J].物理与工程，2000(1):19-21.ZHANG R,LI F.Derivation and discussion of the properties of planar electromagnetic waves[J].Physics and Engineering,2000(1):19-21.(in Chinese)