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Achtung! Das Lehrangebot ist noch nicht vollständig und wird bis Semesterbeginn laufend ergänzt.

260003 VO Computational Physics I: Grundlagen (2018W)

5.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik

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Details

Sprache: Deutsch

Prüfungstermine

Lehrende

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Donnerstag 04.10. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien (Vorbesprechung)
Dienstag 09.10. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 11.10. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 16.10. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 18.10. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 23.10. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 25.10. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 30.10. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 06.11. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 08.11. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 13.11. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 15.11. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 20.11. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 22.11. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 27.11. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 29.11. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 04.12. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 06.12. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 11.12. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 13.12. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 08.01. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 10.01. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 15.01. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 17.01. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 22.01. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 24.01. 09:00 - 10:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 29.01. 12:00 - 13:30 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien

Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Computational Physics bezeichnet den Einsatz von computergestützten Rechenmethoden zur Lösung physikalischer Fragestellungen und hat sich in den letzten Jahrzehnten als eigenständige dritte Säule neben den klassischen Disziplinen der Physik, Experimentalphysik und Theoretischer Physik, etabliert. Wie die konventionellen Zugänge auch, ist Computational Physics nicht ein inhaltlicher Spezialbereich, sondern eine Vorgehensweise und daher auf kein bestimmtes Teilgebiet der Physik beschränkt: Die Anwendungen reichen von der Überprüfung theoretischer Näherungsmethoden (durch Bereitstellung numerisch exakter Resultate für ausgewählte Modellsysteme) bis zum Ersatz bzw. zur Erweiterung von Laborexperimenten zu extremen Raum- und Zeitskalen oder physikalischen Bedingungen. Durch die ständige Zunahme an Rechnerleistung können heute sehr komplizierte physikalische Modellsysteme am Computer simuliert und ihre Eigenschaften in beliebigem Detail untersucht werden.
Der erste Teil dieser zweisemestrigen Vorlesung, die eher auf das tiefere Verständnis ausgewählter Methoden als auf einen umfassenden, aber oberflächlichen Überblick ausgerichtet ist, bietet eine Einführung in die folgenden Verfahren:

(schnelle) Fouriertransformation
Differenzengleichungen
partielle Differentialgleichungen
Lösung großer Gleichungssysteme
Finite Elemente
Monte Carlo Methoden.

Im zweiten, im Sommersemester abgehaltenen Teil werden spezielle Simulationsverfahren behandelt. Da die Vorlesung praktische anwendbare Kenntnisse vermitteln will, wird zu allen Verfahren so viel Hintergrundinformation gegeben, daß die Teilnehmer in der Lage sein sollten, diese selbst zu implementieren oder die bereitgestellten Demonstrationsprogramme zu verallgemeinern. Daher bilden die begleitenden Übungen auch einen wesentlichen Bestandteil der Lehrveranstaltung.
Computational Physics I und II werden als Grundlage für das Computational Physics Praktikum empfohlen.
Voraussetzungen: Scientific Computing oder vergleichbare Vorkenntnisse, etwas Analysis und lineare Algebra, gute Programmierkenntnisse.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Die Leistungskontrolle erfolgt über eine schriftliche Prüfung über den gesamten Vorlesungsstoff.

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Um eine positive Benotng zu erhalten, ist es notwendig bei der Prüfung mindestens 50% der maximal möglichen Punktezahl zu erreichen.

Prüfungsstoff

Fourier-Transformation, Differenzengleichungen, partielle Differentialgleichungen, Lösung großer Gleichungssysteme, Monte Carlo-Verfahren

Literatur

Das Skriptum zur Vorlesung steht auf der Moodle-Seite der Vorlesung zum Download bereit.

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

MF 1, MaG 7, LA-Ph212(5), UF MA PHYS 01a, UF MA PHYS 01b, M-ERG

Letzte Änderung: Di 17.12.2019 13:48