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260072 VO Computational Physics II - Simulation (2017S)

5.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik

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Sprache: Deutsch

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Lehrende

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Dienstag 07.03. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien (Vorbesprechung)
Donnerstag 09.03. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 14.03. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 16.03. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 21.03. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 23.03. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 28.03. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 30.03. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 04.04. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 06.04. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 25.04. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 27.04. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 02.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 04.05. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 09.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 11.05. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 16.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 18.05. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 23.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 30.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 01.06. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 08.06. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 13.06. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 20.06. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 22.06. 09:30 - 11:00 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 27.06. 11:45 - 13:15 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 zweite 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 wichtigsten Techniken zur Simulation von Vielteilchensystemen in der Statistischen Mechanik:
" Monte Carlo Simulationen
" Molekulardynamik
" Langreichweitige Wechselwirkungen
" Entropie und freie Energie
" Seltene Ereignisse
Da die Vorlesung praktisch 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.
Voraussetzungen: Computational Physics I oder vergleichbare Vorkenntnisse, etwas Statistische Mechanik und Quantenmechanik, gute Programmierkenntnisse.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Schriftliche Prüfung

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Verständnis der Inhalte der Lehrveranstaltung.

Prüfungsstoff

Entsprechend dem Typus der Lehrveranstaltung.

Literatur

M.P. Allen, D.J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press, Oxford, 1978.
D. Frenkel, B. Smit, Understanding Molecular Simulation, Academic Press, San Diego, 2002.
D.C. Rapaport, The Art of Molecular Dynamics Simulation, Cambridge University Press, 1995.
M. E. Newman, G. T. Barkema, Monte Carlo Methods in Statistical Physics, Clarendon Press, Oxford, 1999.
M. E. Tuckerman, Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation, Oxford University Press, 2010.
David P. Landau and K. Binder, Monte Carlo Simulations in Statistical Physics, Cambridge University Press, 2009.

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

MaG 8, MaV 1, LA-Ph212(5)

Letzte Änderung: Do 05.09.2019 12:56