Kursplan för Beräkningsfysik

Kursplan fastställd 2024-01-31 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnComputational physics
  • KurskodFKA122
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPPHS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeTeknisk fysik
  • InstitutionFYSIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskap och färdighet i programmering, helst i Python och C. Grundläggande fysik på högskolenivå.

Syfte

Syftet med kursen är att utveckla beräkningsfärdigheter genom att få direkt erfarenhet av att använda en dator för att lösa problem inom fysiken. Numeriska metoder introduceras och tillämpas på ett brett spektrum av olika fysikaliska problemställningar. Avsikten är att utveckla en färdighet i modellering av fysikaliska system med hjälp av olika numeriska metoder.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • använda C för att lösa numeriska problem.
  • förklara och numeriskt tillämpa den grundläggande idén bakom molekyldynamiksimuleringsmetoden.
  • förklara hur slumptal kan användas för att behandla statiska och dynamiska fenomen och tillämpa metodologin.
  • förklara och numeriskt tillämpa Metropolis Monte Carlo metoden.
  • integrera kunskap om numerisk modellering av fysikaliska problem inom olika områden av fysiken.
  • skriva välstrukturerade tekniska rapporter där beräkningsresultat är presenterade och förklarade.
  • kommunicera resultat och slutsatser på ett tydligt sätt.

    • Innehåll

  • programmeringsspråket C
  • ordinära differentialekvationer, molekyldynamiksimuleringar
  • slumptal, stokastiska processer, Brownsk dynamik
  • diskret och snabb Fourier transform, frekvens analys
  • Monte Carlo integrering och Metropolis algoritmen
  • Variations och diffusions Monte Carlo

    • Organisation

    De olika numeriska metoderna och de fysikaliska problemen är presenterade i ett antal föreläsningar. Den mest centrala delen i kursen är studenternas eget arbete, en uppsättning av övningar och hemuppgifter ska lösas. Schemalagda datorövningar med handledning. Programmeringsspråket C utnyttjas i kursen.

    Litteratur

    Föreläsningsanteckningar. Rekommenderad litteratur: För numeriska metoder: Willliam H. Press et al., "Numerical Recipes; The Art of Scientific Computing", (3rd edition, Cambridge University Press, 2007), För mer avancerade studenter rekommenderas: J.M.Thijssen, "Computational Physics", (2nd edition, Cambridge University Press, 2007).

    Examination inklusive obligatoriska moment

    Projektexamination. Examinationen är baserad på datorövningar och projektrapporter.

    Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.