有限元仿真辅助电磁场时域频域性质教学

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。