Vorlesung „Physik auf dem Computer” Sommersemester 2015 Priv.-Doz. Dr. Büro: Telefon: E-Mail: Sprechstunde: Holger Cartarius, 1. Institut für Theoretische Physik Pfaffenwaldring 57, Zimmer 4.152 0711/685-69854 Holger.Cartarius@itp1.uni-stuttgart.de Mittwoch, 12.30–13.30 Uhr, oder nach Vereinbarung 1 Vorlesung 1.1 Daten Termine: Erste Vorlesung: Vorlesung im Web: Mittwoch, 9.45 – 11.15 Uhr, V 57.05 Freitag, 9.45 – 11.15 Uhr, V 57.06 (14-täglich) Mittwoch, 15. April 2015 http://itp1.uni-stuttgart.de/lehre/vorlesungen/?T=116 1.2 Freitags-Termine Die Freitagstermine sind (Änderungen möglich!): • 24. April 2015 • 8. Mai 2015 • 22. Mai 2015 • 5. Juni 2015 • 19. Juni 2015 • 3. Juli 2015 • 17. Juli 2015 1 1.3 Themen Die Vorlesung wird die oft in der Forschung unerlässliche numerische Bearbeitung typischer Probleme aus der Physik behandeln. Sie • vermittelt das Lösen physikalischer Probleme mit numerischen Methoden, • führt in die dafür notwendigen Algorithmen ein, • verdeutlicht die Methoden an Beispielen aus der Physik, • trainiert das eigenständige Programmieren in den Übungen. Dabei werden folgende Themenbereiche angesprochen: 1. Grundlagen des Programmierens in C/C++ 2. Gewöhnliche Differentialgleichungen 3. Differenzieren und Integrieren 4. Lineare Algebra 5. Nichtlineare Gleichungssysteme 6. Interpolation und Approximation 7. Zufallszahlen 8. Signalanalyse 9. Optimierung 10. Partielle Differentialgleichungen 2 Übungen 2.1 Ablauf • Termine: Raum: Mittwoch, 8.00 Uhr Donnerstag, 14.00 Uhr Cip-Pool Physik, Pfaffenwaldring 57, 0.552 2 • Jede Woche wird ein Übungsblatt in der Übungsstunde ausgegeben und soll direkt im Cip-Pool bearbeitet werden. Die Übungsgruppenleiter stehen dabei für Fragen zur Verfügung. • Die Aufgaben können bei Bedarf in Eigenarbeit fertiggestellt und bis spätestens zur nächsten Übungsstunde abgegeben werden. Die Lösungen werden mit Punkten bewertet. • Die Bearbeitung kann in Zweiergruppen erfolgen. In diesem Fall reicht eine Abgabe pro Gruppe. 2.2 Vorleistung • Die Übungen sind die Vorleistung des methodischen Vertiefungsmoduls „Physik auf dem Computer“. • Die Vorleistung besteht, wer bis zum Ende des Semesters – regelmäßig an den Übungsstunden teilgenommen hat (Anwesenheitsliste), – und mindestens 50% der Punkte der Übungsaufgaben erworben hat. 2.3 Übungsgruppenleiter Matthias Feldmaier, BSc, 1. Institut für Theoretische Physik Büro: Pfaffenwaldring 57, Zimmer 4.151 Telefon: 0711/685-65100 E-Mail: Matthias.Feldmaier@itp1.uni-stuttgart.de Dipl.-Phys. Thorsten Treffon, 3. Institut für Theoretische Physik Büro: Pfaffenwaldring 57, Zimmer 5.346 Telefon: 0711/685-65208 E-Mail: treffon@itp3.uni-stuttgart.de 3 Prüfung • Die Prüfung im Modul Physik auf dem Computer findet mündlich statt. • Termine können ab dem Ende der Vorlesungszeit mit dem Prüfer vereinbart werden. 3 • Für die mündliche Prüfung ist eine Dauer von 40 Minuten vorgesehen. • Neben der Terminvereinbarung mit dem Prüfer ist eine Anmeldung der Prüfung im regulären Prüfungsanmeldezeitraum (20. Mai bis zum 11. Juni 2015) auf dem üblichen Weg (LSF) zwingend notwendig. 4 Literatur • W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery: Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing, Cambridge University Press • R. H. Landau, M. J. Paez, C. C. Bordeianu: Computational Physics, Wiley-VCH • Philipp O. J. Scherer: Computational Physics: Simulation of Classical and Quantum Systems, Springer • S. E. Koonin, D. C. Meredith: Physik auf dem Computer 1 und 2, Oldenbourg • Skript der Vorlesung von Jun. Prof. Dr. Axel Arnold, www.icp.uni-stuttgart.de/∼icp/Physik_auf_dem_Computer_SS_2014#Vorlesung • Skript der Vorlesung von PD Dr. S. Luding und Prof. Dr. H. J. Herrmann, im WebAngebot dieser Vorlesung 4