在大學物理中適當增加斑圖動力學內(nèi)容的重要性

陳紹英袁國勇

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在大學物理中適當增加斑圖動力學內(nèi)容的重要性

陳紹英1袁國勇2

（1.呼倫貝爾學院學報編輯部 內(nèi)蒙古 海拉爾 021008； 2.河北師范大學物理科學與信息工程學院 河北 石家莊 050016）

作為非線性科學研究領域的一個重要分支，斑圖動力學是中一直受到廣大學者的重視，而螺旋波動力學又是斑圖動力學中的重要研究方向。把斑圖動力學的核心內(nèi)容介紹給本科生，可進一步豐富學生的非線性科學知識，加深其對學科交叉重要意義的認識，促進創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

斑圖 螺旋波 交叉學科

當前,非線性科學各個研究領域非常活躍，其中斑圖（pattern）動力學的研究一直受到專家、學者們的關注。把非線性科學的知識內(nèi)容融入到本科課堂中已有了很多探索[1-3]，并且在有些高校中已取得很好的效果，編寫了相應的教材，開設了相關課程或選修課[4-5]，但在非線性知識內(nèi)容介紹上主要集中在混沌（包括量子混沌）、分形、混沌控制等方面[6-9]，而對和大自然及人們生活緊密相關的斑圖動力學內(nèi)容介紹的較少。斑圖是在空間或時間上具有某種規(guī)律性的非均勻宏觀結(jié)構，許許多多的斑圖結(jié)構形成了絢麗多彩的大自然。不同的系統(tǒng)在不同的條件下可產(chǎn)生各式各樣的斑圖，它廣泛存在于我們的世界中。如宇宙中的星際分布，連綿起伏的沙丘及微觀世界原子、分子的自組織排列。同樣，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪邎D也是隨處可見的。例如，動物皮毛表面上的斑紋，土地的龜裂，液體受熱的對流花樣等等，可以說綺麗多彩的各種各樣的斑圖是自然給予人類最美麗的饋贈，如圖1所示。……