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260072 VO Computational Physics II - Simulation (2018S)

5.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik

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Sprache: Deutsch

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Lehrende

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Donnerstag 08.03. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien (Vorbesprechung)
Dienstag 13.03. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 15.03. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 20.03. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 22.03. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 10.04. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 12.04. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 17.04. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 19.04. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 24.04. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 26.04. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 03.05. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 08.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 15.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 17.05. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 24.05. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 29.05. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 05.06. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 07.06. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 12.06. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 14.06. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 19.06. 11:45 - 13:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Donnerstag 21.06. 09:45 - 11:15 Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Dienstag 26.06. 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

Bei der Prüfung müssen für eine positive Beurteilung mindestens 50% der insgesamt möglichen Punkte erzielt werden.

Prüfungsstoff

Der Prüfungsstoff umfasst jene Inhalte des Skriptums, welche in der Vorlesung behandelt werden. Das Skriptum ist auf der Moodle-Seite der Lehrveranstaltung verfügbar.

Literatur

C. Dellago, Skriptum "Computational Physics II"
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: Di 17.12.2019 16:58