數學物理論文范文精選

本科畢業論文是教育部對高等學校進行本科教學質量評估和審核評估一個非常重要的考核點，本科畢業論文也是教學計劃中的一個重要教學環節，本科畢業論文的質量能夠反映高等學校的教學質量，能夠客觀評價教與學，體現學生的創新創業能力，是學生畢業取得學位資格認定的重要依據。可以說本科畢業論文對于高等學校本科教育具有重要意義，但是本科畢業論文在管理系統[1]、質量評估[2]、檔案管理[2]、重復率檢測[3]、質量監管[2,4,5]、寫作方法[6,7]等方面還存在各種不完善，從而導致本科畢業論文質量得不到保障。體現本科畢業論文的核心是本科畢業論文的內容，學生能否獨立查閱論文，并對獲取的信息進行正確的分類、歸納、總結和應用，并應用所學習的專業知識提出問題，并找到問題的切入點，應用科學的計算方法解決問題，使研究內容具有一定的創新型。計算機仿真是科學的計算方法之一，如何有效學習和利用計算機仿真方法決定著畢業論文的內容和質量。本論文以理工科畢業論文中計算機仿真的應用進行探索和研究。

一計算機仿真的必要性

計算機仿真在理工科本科畢業論文中的應用是必要的，是由理工科的學科特點決定的。理工科知識的學習以高等數學、專業英語和基本的計算機語言等專業知識為基礎，專業知識根據理工科學科特點的不同而有所不同，課本知識都有一個共同點，那就是理論性都比較強，以電磁場理論這門課程為例，課程的基礎課程是高等數學、大學物理學，學完這兩門課程，打下一個基礎才能學習電磁場理論這門課程，電磁場理論也是基于數學理論知識開始學習的，在課程的第一章一般要介紹一些數學基本知識梯度、散度和旋度的基本概念，有了這些概念為基礎，將電磁學知識按照數學思路進行展開，研究電場、磁場的梯度、散度和旋度，以及所表現出來的各種電磁特性，學生在學習的過程中，如果數學知識打得不是很牢固，那么學習電磁場理論這門課程就比較困難，如何破解這個難題，將計算機仿真應用其中是將抽象的理論課程變成可視化過程的方法之一。理工課程的這一特點也直接反映到本科生畢業論文上面，本科畢業論文就是在所學習基本知識基礎上開展科學研究的，而計算機仿真能夠很好地拓展現有基本知識，并且可以驗證你手工完成的計算結果，為你提供了一個后臺檢查工具，同時可將抽象的難懂的物理概念變得可視化，也可將無法實現的動態物理現象展現出來，因此計算機仿真在本科畢業論文的應用就有一定的必要性。

二幾種典型的計算機仿真軟件

以電子信息、光學工程和通訊工程為例介紹幾種典型的計算機仿真軟件。

（一）MATLAB語言編程。MATLAB語言是科學工程中一個廣泛使用的計算工具，是理工科學生應用最為廣泛的計算機編程語言。MATLAB是MatrixLaboratory(矩陣實驗室）的縮寫，20世紀80年代初，MATLAB的創始人CleveMoler博士在美國NewMexico大學講授線性代數時，發現采用高級編程語言編寫程序很不方便，為了減輕學生編程的負擔，他構思開發了MATLAB軟件[8]，經過不斷發展，MATLAB已經成為國際上最流行的編程軟件之一。MATLAB語言以數學矩陣為基本編程單元，編程語言簡單，具有強大的圖形表達功能，還可以提供許多面向應用問題求解的工具箱函數，并且具有強有力的系統仿真功能，MATLAB還可以與其他計算軟件進行很好的兼容。根據中國知網統計數據，以MATLAB與主題關鍵詞的有2976篇，以MATLAB仿真為主題關鍵詞的有1756篇，以MATLAB/Simulink為主題關鍵詞的有749篇。上面是在文章題目中含有MATLAB字句的檢索結果，還有論文中應用MATLAB編程的沒有統計在內，可見用MATLAB語言編程進行論文寫作是大家常采用的一種科研方法。

從初中進入高中學習是一個新的轉折點，同學們必須采用不同的方法來學習。初中階段主要重視英語知識和語法的學習，而高中階段則側重培養閱讀能力，需要同學們把學到的知識靈活運用到對語言、文章的理解中，不斷提高分析判斷能力、邏輯思維能力和語言運用能力寫作論文。所以在學習過程中不能死摳句子、死記語法，而要在交際用語、習慣搭配及語言的多變方面多下功夫。同時還要講究學習策略，制定符合自己的學習方法和目標，從一開始就養成一個良好的學習習慣，使自己充滿信心，學好英語。

高中英語教學大綱規定了要求掌握的日常交際功能項目共41個。這些交際用語分別在初、高中教材各個單元的對話中陸續出現。本單元為初中學生進入高中后學習的第一個單元，教材在對日常用語的安排上，由已學的交際用語引出新的對話。如怎樣介紹新朋友，結束談話告別時的用語以及如何委托他人轉達問候的幾種表達方法等。這些句子都是英美人在日常生活中使用頻率較高的用語，也是考查的熱點。

近年來的英語高考試題在命題指導思想上轉變了傳統的以考查知識為主題，確立“以能力立意”的命題思想，從而改變了過去重語法輕交際的傾向，加強了對外語交際能力的考查。教學大綱明文規定了考查交際用語的形式包括筆試，口試及聽力測試，這就預示著今后將在聽力測試題型中增強對交際能力的考查，希望同學們在學習中注意情景交際用語的掌握與使用。

要提高聽說能力，正確的態度是，盡可能設法用學過的詞匯和句型表達自己的觀點，抓住一切機會多聽多說，并持之以恒。那么怎樣才能達到這一目標?

同學們必須具有自覺實踐的意識，抓住一切機會多聽多說，在實踐中不斷修正錯誤，并持之以恒，水平才能提高。機會在哪里?不僅在課內，而且在課外。課內是基礎，課外天地更寬廣。同學們要積極參與老師組織的聽說活動，不但要仔細聽英語錄音帶和老師說的英語，而且還要仔細聽其他同學說的英語寫作英語論文。聽懂之后必有反應，要主動表達自己的觀點。一定不要怕說錯而閉口不言。正確的態度應該是，盡可能設法用學過的詞匯和句型表達自己的觀點，決不要未開口而先擔憂。課堂教學的現代化設備(電化教具和電腦多媒體)也要用足用好。再來看課外英語聽說學習的環境和條件。廣播、電視、互聯網、錄音帶、錄像帶、CD、VCD、原版電影，各類英語演講比賽和夏令營等活動，英語學習的素材不一而足。同學們在條件許可的情況下，應強化自身周圍的聽說氛圍。

<因斯坦的等效原理外延無限大的錯誤的直接后果就是光速的“等效思維實驗”。我在此不得不提出一個反例。愛因斯坦說在“自由空間”中接近光速加速直線運動的一個實驗室的壁上有一個小孔，光從這小孔射入此實驗室中。于是，此光束在此實驗室中是彎曲的。從而就“等效”出了在“引力場”中的光束也是彎曲的。于是，什么黑洞，什么引力透鏡都出來了。我也可以進行一下“思維實驗”：在此自由空間中接近光速“勻速直線運動”的實驗室里的光束，也是偏折的，如果有若干個這樣的實驗室并排作等差勻速直線運動，在這些實驗室里的光束也會是彎曲偏折的。這又怎么解釋？本來“等效原理”的本源是“低速”現象范疇。

一、創新性

在科學與技術的發展處于轉折、發現和革命的時期，像本世紀之初量子論誕生那種充滿重大發現的年代；像四十年代未至五十年代初發明晶體管的年代，像五十年現DNA雙螺旋結構從而開創分于生物學的激動人心的時期，創新是一種科學發現，它必將開創一個新的學科領域，對人類的認識在哲學的高度上產生深遠的影響，對于這些科學革命時期的創新，學術界很容易理解和體會它的含義，這不屬于本文論述的重點；本文所關心的是處于科學技術平穩的發展時期，由一般科技人員撰寫的論文，它的創新性究竟是指什么，請先看一下《Nature》與《Science》的說明。《Nature》認為創新是科研成果新穎，引人注意（出入意料或令人吃驚），而且該項研究看來在該領域之外具有廣泛的意義，無論是報道一項突出的發現，還是某一重要問題的實質性進展的第一手報告，均應使其他領域的科學家感興趣。《Science》則認為，創新是指，對自然或理論提出新見解，而不是對已有研究結論的再次論證，內容激動人心并富有啟發性，具有廣泛的科學興趣。具體而言，就是說在已沉寂的研究領域提出創新思想，在十分活躍的研究領域取得重大進展或者是將原先彼此分離的研究領域融合在一起。

讀者不難看出，上述要求并不是容易達到的，即使是在這兩種刊物上己發表的論文，也并不是都能達到這個要求，如果有10%的論文能達到這個要求也就相當不錯了，顯然這種要求是辦刊人員的奮斗目標和期刊的最高標準，為了比較，再來看一看《科學通報》、《中國科學》和《自然科學進展》這三種全國性綜合期刊對創新性的要求，它們的要求是共同的。即在基礎研究和應用研究方面具有創造性的。高水平和有重要意義的最新研究成果。讀者可能己注意到這里對創新性的要求與《Nature》、《Science》的要求不同之處在于沒有特別強調論文的內容應能引起科技界廣泛的興趣，用現在流行的話來說，就是大家廣泛關注的熱點問題，作為國際科學期刊，《Nature》與《Science》強調這一點是應當的，也是可以實現的，他們可以從眾多的來稿中篩選出符合這一要求的論文；而國內期刊需要根據本國科研的實際需要和整個背景情況來慎重地對待這個要求，其實，隨著國家科學基金個人申請項目的逐年增多，申清人就可以既根據個人的專長，又根據當前國內外自己所熟悉的科學前沿進展確立科研選題，那么假以時日，這個要求也就不難達到了。但是，需要特別指出的，像《Nature》與《Science》這樣著名的國際科學周刊，在全世界也只此兩家，我們沒有可能。也沒有必要完全照搬那些不符合國情的東西暇梗庖逯卮蟮穆畚幕蜓芯砍曬歡ɑ嵋鶼喙亓煊蚩萍既嗽鋇墓刈ⅰ筆者認為，一篇淪文或一項研究課規模不一定很大，但研究一定要深入，結果一定要深刻，要能反應研究者獨到的見解。這樣的論文列入高水平論文想必不會有疑問了。

二、可讀性

一篇科學論文的可讀性是至關重要的，應當引起作者的高度重視。可讀性是由如下因素決定的：

1．研究工作是否取得了實質件進展，所得結論是否可靠，結果是否深刻和有啟發性，如果是階段性成果，它對后續的研究有什么指導意義，是否是重要發現的前奏。如果研究工作沒有獲得階段性或最終的結果，就不應動手寫論文，靠一個平淡的研究工作無論如何是寫不出一篇好文章來的，因而也不可能是一篇具有可讀性的文章。

提要

等效原理是愛因斯坦廣義相對論理論的基本出發點，但是還有它的錯誤。牛頓力學的理論結構需要重新調整，也就是需要重新建立“公理化”體系。我的“慣性力學三定律”就是此新的公理化體系的嘗試。

一、等效原理的對與錯

有人說“等效原理”違背了力學的知識，這話不假。問題是對這個認識有兩個結果：一是全盤否定等效原理，而原來的力學知識是不可動搖的；二是這正說明了目前力學知識的局限性及不完整性，正是說明力學知識需要變革。（“等效原理”是獨立于牛頓三定律與引力定律之外的。）

從我的角度來看，等效原理所包含的客觀現象事實方面是不可否定的，是原來力學知識（牛頓力學）所沒有涉及到的客觀事實。所以，力學知識需要變革。愛因斯坦的偉大功績就在于看到了此客觀事實，且力圖變革牛頓力學的知識，從而建立了他的“廣義相對論”。愛因斯坦思想的精髓就是他在他的《狹義與廣義相對論淺說》一書中說的：“物體的同一性質按照不同的處境或表現為‘慣性’，或表現為‘重量’（字面意義是‘重性’）。”（注：讀者看一看！就連翻譯此文的譯者都回避“重性”這一詞，可見原來的力學知識的“慣性”。愛因斯坦在寫此話的時候是用加重號的，由此可見這是愛因斯坦思想的精髓。）如果說“蘋果自己落地”是由于它的“重性”，這等于白說，而愛因斯坦的偉大功績的偉大就在于把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到了它們是同一性質。把許多人看來是毫不相關的不同客觀現象聯系起來，認識到是同一的性質，這也許就是科學研究真正價值的最重要的體現。牛頓的偉大功績不在于“發現了萬有引力”，而是發現了“蘋果落地”現象與天體的公轉“向心加速度”屬于同一性質。我們不能怪牛頓把這同一性質歸于“引力”，因為在牛頓時代還沒有“演化”的觀念，沒有“場”的概念。牛頓作為一位嚴謹及嚴肅的科學家，僅肯定了在此問題上的自己的兩點成就：1.肯定了地球上的“重力”與天體“向心力”在性質上具有同一性；2.用數學方法表示了這個“引力”。而牛頓本人也一直懷疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛頓以后的人們至今，還把“萬有引力”當作牛頓的偉大發現。更可悲的是，從牛頓時代至今，許許多多的人把解決引力的“超距作用”變為“直接作用”問題當作畢生的研究方向。“引力”呀！“引”無數英雄競折腰。如果說牛頓把這個“同一性質”用“引力”一詞來表達是出于他的無奈，今天的人們可以原諒他的這種無奈，然而，今天的許多人還要承認這個“無奈”是偉大的發現，且絞盡腦汁去虛構什么“微粒子”（不管是什么名稱）來實現“直接作用”，那實在是太可悲了。我想起了中世紀教會里的教士們在爭論“一個針尖上能站住幾個天使”故事，今天的人們一定覺得這樣的“研究課題”實在是沒有意義。那我也可以說，“引力為什么會超距作用”的研究課題，對于后來的人們來說，也同樣是沒有任何意義的問題。既然是“引力”，依照“對立”思維，又依然有人弄出個什么“斥力子”，那實在是更可悲了。當然，我并不掩蓋我對他們的敬意，因為他們畢竟是“舍生忘死獻身于科學事業”的人們，而不是只為自己活著的人們。我們不得不反思我們人類思維的缺陷了。然而，用帶有缺陷的思維去探索思維的缺陷，那實在是太難了。我們為什么不轉換一下我們的思維方式！

我在給我的東北師范大學物理系同一屆畢業的校友說：物體的自由下落是由于物體的“重性”，不是由于“外力”作用的結果，當然不是“地心引力”作用的結果了。此校友又說了：那為什么物體會自己“下落”？我回答道：那為什么不可以認為物體不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此會笑話我，如果物體自己下落，那我們還要研究它干嗎！是啊！僅僅如此認識還要研究它干嗎。我在上面不是說了嗎。僅僅把“自由落體”的原因歸于“重性”，不是科學。而重要的是，愛因斯坦把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到是同一的性質，那才是科學，才是科學的真正的價值。再下一步，就是怎樣改變原來力學知識結構的問題了。然而遺憾的是愛因斯坦有了正確的出發點，卻沒有完成改變原來力學知識結構（也就是力學理論結構的重組問題）任務。那為什么愛因斯坦沒有完成呢！當然是由于他的認識上的缺陷所造成的了，從而走了很大的彎路。愛因斯坦說卓別林的幽默能被全世界的人所理解，而卓別林說愛因斯坦的理論在這個世界上只有幾個人“理解”。依我看來，愛因斯坦的理論只有幾個人“理解”，正說明愛因斯坦本人也沒有真正“理解”，那更談不上那幾個人的“理解”了。真理應該是簡單明了的。然而遺憾的是，一些人把本來是一本“糊涂帳”的東西，自己不理解（也沒法理解）卻怪別人不理解，然后，又把它變得“高深莫測”，“高深莫測”了，才認為是真理，這是什么邏輯！愛因斯坦的“處境”（見前面的那句話）語言是非科學化的語言。而愛因斯坦對“等效原理”的“科學化”的描述，則是走向“彎路”的開始。

摘要

由於在現今資訊流通普遍的社會中，影像的需求量越來越大，影像的數位化是必然的趨勢。然而在數位化過的影像所占的資料量又相當龐大，在傳輸與處理上皆有所不便。將資料壓縮是最好的方法。如今有一新的模式，在壓縮率及還原度皆有不錯的表現，為其尚未有一標準的格式，故在應用上尚未普及。但在不久的未來，其潛力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的關系。故以此篇文章介紹小波（WAVELET）轉換的歷史淵源。小波轉換的基礎原理。現今的發展對印刷業界的沖擊。影像壓縮的未來的發展。

壹、前言

由於科技日新月異，印刷已由傳統印刷走向數位印刷。在數位化的過程中，影像的資料一直有檔案過大的問題，占用記憶體過多，使資料在傳輸上、處理上都相當的費時，現今個人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機與掃描器已不再是天方夜譚了，而使用者對影像圖形的要求，不僅要色彩繁多、真實自然，更要搭配多媒體或動畫。但是相對的高畫質視覺享受，所要付出的代價是大量的儲存空間，使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間；美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無，是天經地義的事，但是用網路傳個640X480TrueColor圖形得花3分多鐘，常使人哈欠連連，大家不禁心生疑慮，難道圖檔不能壓縮得更小些嗎？如此報業在傳版時也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的，可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場上所用的壓縮模式，在壓縮的比率上并不理想，失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真，即使數學家與資訊理論學者日以繼夜，卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法，都無可避免一個尷尬的事實：壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清，或是影像出現鋸齒狀的現象。皆會造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術是否真的窮途末路？請相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用，山不轉路轉，科學家便將注意力移轉到WAVELET轉換法，結果不但發現了滿意的解答，還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論。小波分析，無論是作為數學理論的連續小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發展，他保留了傅氏理論的優點，又能克服其不足之處。可達到完全不失真，壓縮的比率也令人可以接受。由於其數學理論早在1960年代中葉就有人提出了，而到現在才有人將其應用於實際上，其理論仍有相當大的發展空間，而其實際運用也屬剛起步，其後續發展可說是不可限量。故研究的動機便由此而生。

貳、WAVELET的歷史起源

WAVELET源起於JosephFourier的熱力學公式。傅利葉方程式在十九世紀初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，為現代信號分析奠定了基礎。在十九到二十世紀的基礎數學研究領域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是畫出不連續圖形的方程式，都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論為傅利葉方程式的延伸。