Computerphysik und numerische Methoden (CPNM)5 ECTS

Lectures:

• • Computerphysik und numerische Methoden
    (Vorlesung, 2 SWS, Gerd Schröder-Turk, Mon, 15:30 - 17:00, HF; Tue, 18:00 - 19:30, HF)
  • Übungen zur Computerphysik und numerischen Methoden
    (Übung, 3 SWS, Gerd Schröder-Turk et al., Mon, 12:30 - 14:45, CIP-Pool in der Physik; Thu, 8:00 - 11:00, CIP-Pool in der Physik; Die Übungstermine am Freitag werden in der ersten Vorlesungsstunde abgesprochen)

Inhalt:

Themenschwerpunkte sind:

• Algorithmen und Datenstrukturen

• Fast-Fourier-Transformation, Listen und Bäume

• Matrix-Methoden: QL-Zerlegung, Lanczos-Methode

• Numerische Integration, numerische Lösung gewöhnlicher und partieller Differentialgleichungen

• Simulationsmethoden, Zufallszahlen, Monte-Carlo-Methoden

• Regressionsmethoden

• Minimierung, Methode der konjugierten Gradienten

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden lernen

• physikalische Probleme in der Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik und Statistischen Physik durch geeignete Algorithmen numerisch zu lösen

• Genauigkeiten von Näherungen abzuschätzen und Fehlerquellen zu identifizieren

• Entwicklung von (parallelen) Programmen und Algorithmen

• notwendige Programmierfähigkeit für forschungsorientiertes Studium

Literatur:

Paul L. DeVries, A First Course in Computational Physics, John Wiley & Sons, 1993

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Materialphysik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Module des 3. bis 6. Fachsemesters | Computerphysik und numerische Methoden)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Klausur zu Computerphysik (Prüfungsnummer: 70801)

Prüfungsleistung, Klausur, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2014, 1. Wdh.: WS 2014/2015

1. Prüfer:

Gerd Schröder-Turk