Computational Physics SS15

Dozent: Prof. Dr. Walter Hofstetter

 


Allgemeine Information

  • Die Modulprüfung findet am 31.7.2015 von 10:00-11:30 im Raum Physik_ _.102 statt.
  • Die Nachholprüfung findet am 17.9.2015 von 10:00-11:30 im Raum Physik 01.114 statt.

  • Vorlesungsbeginn ist Mittwoch der 15.04.2015.
  • Tutorien beginnen am Dienstag, den 14.04.2015.
  • Diese Terminwahl wird endgültig, sobald der offizielle Prüfungsplan des Fachbereichs Physik für das SoSe 2015 feststeht (nach Auskunft des Prüfungsamts in wenigen Wochen), und keine Terminüberschneidungen mit anderen Klausuren in Kursvorlesungen vorliegen.
  • Nur 40 StudentenInnen können den Kurs belegen.
  • Falls bei Ihrer Registrierung die maximale Teilnehmerzahl schon erreicht ist, können Sie sich auf eine Warteliste eintragen lassen. Sobald ein Platz frei wird werden Sie per E-Mail benachrichtigt.
  • Die Registrierung ist seit dem 17.02.2015 möglich.
  • Mit den folgenden Schritten können Sie sich zu dem Kurs registrieren:

      • Melden Sie sich unter dem Link https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/goto_FB13-PhysikOnline_crs_8791.html mit Ihrem HRZ Login und Passwort an.
      • Wählen Sie die Veranstaltung „Computational Physics and Simulations with Matlab” des Sommersemesters 2015 aus.
      • Klicken Sie auf „Aktionen” und „Beitreten” um dem Kurs beizutreten.
      • Bevor der Kurs beginnt wird Ihre Teilnahme per E-Mail bestätigt.

  • Die Veranstaltung besteht wöchentlich aus einer zweistündigen (2x45 Min.) Vorlesung und einem vierstündigen (4x45 Min.) Programmiertutorium.
  • Für weitere Informationen setzen Sie sich in Kontakt mit Prof. Dr. Walter Hofstetter.
  • Die Vorlesung wird auf Deutsch gehalten und das Programmiertutorium wird auf Englisch gehalten.
  • Für diesen Kurs müssen Sie persönlich keine Matlablizenz kaufen. Ihnen werden Rechner mit einer vorinstallierten Version von Matlab bereitgestellt, die während der Tutiorien, aber auch außerhalb dieser Zeiten, benutzt werden können.

 


Studienleistungen

  • Die Studienleistungen bestehen aus:

      • der Bearbeitung von maximal 13 Übungsblättern, dabei müssen mindestens 50% der Punkte erreicht werden.
      • der Anwesenheit in den Programmiertutorien. Es dürfen maximal zwei Programmiertutorien verpasst werden.

  • Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsblätter erfordert das Implementieren von Simulationen in Matlab.
  • Starthilfe zu den Aufgaben wird im vierstündigen Programmiertutorium gegeben.
  • Aufgaben müssen als Code, der direkt in Matlab läuft, abgegeben werden. Keine Punkte werden für Code, der nicht in Matlab läuft, vergeben.

 


Prüfung

  • Neue Studienordnung:

      • Man kann den Kurs entweder als Wahlpflichtfach (6 CP) oder als Pflichtfach anstelle des Einführung in die Programmierung für Physiker (4 CP) belegen.
      • Um den Kurs als Pflichtfach oder als benotetes Wahlpflichtfach zu belegen muss man an der Klausur teilnehmen.
      • Für die Anerkennung als unbenotetes Wahlpflichtfach wird keine Klausurteilnahme benötigt.

  • Alte Studienordnung:

      • Klausurteilnahme ist erforderlich.


Kurzbeschreibung

 

  • Optimierung and Minimierung
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen
  • Fraktale
  • Zufallsbewegungen
  • Eigenwertprobleme
  • Matrixzerlegungen
  • Partielle Differentialgleichungen
  • Perkolation
  • Monte-Carlo-Methoden
  • Klassischer Magnetismus
  • Neuronale Netze

  


Vorlesung

Zeit: Mi 10:00 - 12:00
Ort: Phys _2.116

 

Vorlesungsskript

VorlesungDatum        Thema  Skript(pdf)
1 15.04.2015 Einführung 
vorlesung1.pdf
2 22.04.2015 Numerische Ableitung und gewöhnliche Differentialgleichungen vorlesung2.pdf
3 29.04.2015 Nullstellensuche, Rand- und Eigenwertprobleme vorlesung3.pdf
4 05.05.2015 Deterministisches Chaos und dynamische Systeme vorlesung4.pdf
5 13.05.2015 Fraktale vorlesung5.pdf
6 20.05.2015 Matrixprobleme, Eigenwerte vorlesung6.pdf
7-8 27.05.2015 03.06.2015 Partielle Differentialgleichungen vorlesung7-8.pdf
9 10.06.2015 Perkolation vorlesung9.pdf
10 17.06.2015 Magnetismus und Ising-Modell vorlesung10.pdf
11 24.06.2015 Ising-Modell (Forts.) vorlesung11.pdf
12 08.07.2015 Monte-Carlo Simulation vorlesung12.pdf
13 15.07.2015 Neuronale Netze vorlesung13.pdf

 


Punkteübersicht


03.05.2015  Punktzahl_übungsblatt1.pdf
2 06.05.2015  Punktzahl_übungsblatt2.pdf
3 17.05.2015  Punktzahl_übungsblatt3.pdf
4 20.05.2015  Punktzahl_übungsblatt4.pdf
5 01.06.2015  Punktzahl_übungsblatt5.pdf
6 02.06.2015  Punktzahl_übungsblatt6.pdf
7 15.06.2015  Punktzahl_übungsblatt7.pdf
8 16.06.2015  Punktzahl_übungsblatt8.pdf
9 29.06.2015  Punktzahl_übungsblatt9.pdf
10 01.07.2015  Punktzahl_übungsblatt10.pdf
11 13.07.2015  Punktzahl_übungsblatt11.pdf
12 14.07.2015  Punktzahl_übungsblatt12.pdf
13 23.07.2015  Punktzahl_übungsblatt13.pdf


Literatur

AutorTitel
Harvey Gould and Jan Tobochnik An Introduction to Computer Simulation Methods, Addison Wesley
Tao Pang An Introduction to Computational Physics, Cambridge University Press
J. M. Thijssen Computational Physics, Cambridge University Press
W. Kinzel and G Reents Physik per Computer, Spektrum Akademischer Verlag
Werner Krauth Algorithms and Computations, Oxford University Press
Brian Hahn and Dan Valentine Essential Matlab for Engineers and Scientists, Fourth Edition, Acacdemic Press, Oxford