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大学物理实验, 2025, 38(2): 46-52     https://doi.org/10.14139/j.cnki.en22-228.2025.02.009
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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
彭 妙 1,3* ,黄志越 1,段显 1 ,罗茗峰 1,刘佳 1 ,钟宏华 1,2
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
Application of Deep Learning Approach in Magnetic FieldMeasurement of Three-Dimensional Helmholtz Coils
PENG Miao1,3*,HUANG Zhiyue1 , DUAN Xian1 ,LUO Mingfeng1,LIU Jia1,ZHONG Honghua1,2
1.College of Eleetronie information and Physies Central South University of Forestry and Technology, Changsha,410004,China;2.College of Physies and Eleetrnie Seienee Hunan Normal University, Changsha, 410081, China; 3. College of AdvaneedInterdiseiplinary Studies, National University of Deense Technology, Changsha,410073, China
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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。

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彭 妙
黄志越
段 显
罗茗峰
刘 佳
钟宏华
关键词:  电磁学实验  深度学习  三维亥姆霍兹线圈  教学改革     
Abstract: 

The experiment of measuring magnelie fields using three-dimensional Helmholtz coils is a eritiealeleetromagnetism exercise in university physies currieula.lt aims to equip sudents with weak field measurementtechniques, verify the magnetie field superposition principle, and map the magnetie flux density distribution.This study integrates deep learning algorithms into the three-dimensional Helmholtz coil magnetie fieldmeasurement system. Under data-intensive experimental conditions,this innovation not only enhancesoperational efficieney but also demonstrates potential for non-destruetive testing of complex surface cracks onmetal sheets. As a pioneering case study, it offers novel interdiseiplinary approaches for merging universityphysics experiments with artificial intelligence ( Al) and academic competitions, while providing robust supportfor intelligent pedagogical reforms in physics laboratories.This work exemplifies the feasibility of integrating Alinto conventional teaching frameworks and foreshadows the intelligent evolution of future physics experimenteducation.

Key words:  electromagnetism experiments    deep leaming    three-dimensional helmholtz coils    educational reform
               出版日期:  2025-04-25      发布日期:  2025-04-25      整期出版日期:  2025-04-25
ZTFLH:  O 43  
基金资助: 

国家自然科学基金青年基金项目(62405379);湖南省教育厅优秀青年基金项目(24B0236)

引用本文:    
彭 妙 , 黄志越, 段 显, 罗茗峰, 刘 佳, 钟宏华. 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 [J]. 大学物理实验, 2025, 38(2): 46-52.
PENG Miao, HUANG Zhiyue , DUAN Xian , LUO Mingfeng, LIU Jia, ZHONG Honghua. Application of Deep Learning Approach in Magnetic FieldMeasurement of Three-Dimensional Helmholtz Coils . Physical Experiment of College, 2025, 38(2): 46-52.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.en22-228.2025.02.009  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I2/46
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