第３８卷第２期大学物理实验Ｖｏｌ.３８Ｎｏ.２
２０２５年４月ＰＨＹＳＩＣＡＬＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＣＯＬＬＥＧＥＡｐｒ.２０２５
文章编号:１００７￣２９３４(２０２５)０２￣００４６￣０７
深度学习算法在三维亥姆霍兹线圈磁场
测量中的应用探索
１?３?１１１１１?２
彭妙?黄志越?段显?罗茗峰?刘佳?钟宏华
(１.中南林业科技大学电子信息与物理学院?湖南长沙４１０００４?２.湖南师范大学物理与电子科学学院?湖南长沙
４１００８１?３.国防科技大学前沿交叉学科学院?湖南长沙４１００７３)
摘要:三维亥姆霍兹线圈测磁场是大学物理实验中重要的电磁学实验?旨在教授学生掌握弱磁
场测量方法、证明磁场叠加原理以及绘制磁感应强度分布图?在三维亥姆霍兹线圈磁场测量实验中引
入深度学习算法?不仅在大数据量的实验背景下提高了实验效率?还可用于无损检测金属薄片表面复杂
裂纹?该实验案例为大学物理实验与人工智能交叉融合及学科竞赛提供新思路?为物理实验智能化教
学改革提供了有力支撑?展示了人工智能融入传统教学的可行性?预示着未来物理实验教学的智能化
趋势?
关键词:电磁学实验?深度学习?三维亥姆霍兹线圈?教学改革
中图分类号:０４３文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１４１３９/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ２２￣１２２８.２０２５.０２.００９
?大学物理实验?投稿网址:ｈｔｔｐ://ｄａｗｕｓｈｉｙａｎ.ｊｌｉｃｔ.ｅｄｕ.ｃｎ
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大学物理实验是物理学科的核心实践环节?法的准确性和效率?在自然语言处理领域?
其涵盖基础性、综合性与设计性实验?覆盖力学、基于Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ架构的模型(如ＢＥＲＴ、ＧＰＴ)在
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热学、电磁学、光学及近代物理等领域?与理机器翻译、文本生成和情感分析等任务中表现卓
论课程相辅相成?能够很好地帮助学生理解物理[８￣９]
越?此外?深度学习技术还广泛应用在医疗、
规律、掌握实验方法?并提高学生独立设计实验、金融、自动驾驶等行业?尤其是在智能诊断和风险
分析数据及解决实际问题的能力?预测等任务中?深度学习已成为核心工具[１０￣１１]?
三维亥姆霍兹线圈测磁场是面向全国各类高深度学习的快速发展不仅推动了人工智能技术的
等学校理工科类专业学生的普通物理实验课程?进步?也为跨学科研究提供了新的工具和方法?
在传统三维亥姆霍兹线圈磁场测量实验中?学生为了提高学生的创新实践能力?本实验基于传统
需要手动调节?步长移动定位的精度低?导致实验三维亥姆霍兹线圈磁场测量实验平台?引入深度
误差偏大?此外?三维可移动装置１次只可供１学习算法?实现对金属薄片表面裂纹位置和形状
人进行读数?因此该方法准确性和可操作性的无损探测?
不足?
近年来?深度学习通过构建多层神经网络模１实验原理
型?能够从海量数据中自动提取特征?从而在图像
识别、自然语言处理、语音识别、医学诊断、物理学１.１三维亥姆霍兹线圈实验装置
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研究等领域取得了突破性进展?在计算机视图１为三维亥姆霍兹线圈实验结构图?