text size

Mathematical and Computational Modelling in Physics

Study branch

Study branch code 1701T057
Type of study programme master’s
Form of study full-time
Standard length of study 2 years
Title master
Rigorosum procedure doctor of natural sciences
Variant of study one-branch study
Language of instruction English

Language versions of name

Language Name
CzechMatematické a počítačové modelování ve fyzice
EnglishMathematical and Computational Modelling in Physics
LatinExemplaria mathematica atque computatoria usui disciplinae physicae applicata

Boards

of Mathematical and Computational Modelling in Physics (N; 1701T057; 1701T057; 2 years; MFF; en; P; 1branch)

Faculty of CU

Name Accreditation status Status of instruction Requirements for admission to study WhoIS
Faculty of Mathematics and Physics accredited not taught Has not been opened to admissions Detail

Units participating in instruction

No other units

Study profile and learning outcomes

Study profile

Studijní obor „Matematické a počítačové modelování ve fyzice“ je mezioborovým studiem, které spojuje matematiku a fyziku. Ve společném základu si studenti prohlubují znalosti z moderních partií matematiky s důrazem na diferenciální rovnice a numerické metody. V oblasti fyzikálních disciplín si vyberou jeden směr užšího zaměření, v němž získají hlubší znalosti a složí příslušnou část státní závěrečné zkoušky. Fyzikální předměty jsou přednášeny odborníky z řad fyziků, matematické předměty jsou pak prezentovány specialisty z řad matematiků. Studijní obor je svou náplní obdobný oboru „Matematické modelování ve fyzice a technice“ studijního programu Matematika, liší se ale tím, že absolventi bakalářského studia vstupují do magisterského studia s hlubším základem z fyziky a naopak si více doplňují svůj matematický rozhled. Znalosti z fyziky si pak prohlubují především v jednom zvoleném směru užšího zaměření.

Learning outcomes

Absolvent oboru získává dobrý přehled v matematické analýze parciálních diferenciálních rovnic, ve funkcionální analýze a v numerických metodách, a to jak pro problémy modelování kontinua, tak pro diskrétní systémy a je připraven si své znalosti okamžitě prohloubit studiem specializovaných prací. Absolvent si umí klást otázky ohledně fyzikální podstaty přírodních jevů a umí navrhnout a vybrat vhodný matematický model, provést jeho matematickou analýzu a následně za použití odpovídajících metod provést numerické simulace. Je schopen posoudit kvalitu výsledné simulace, a to jak z hlediska aplikovatelnosti zvoleného matematického modelu na daný jev, tak z hlediska analýzy chyb vzniklých při numerickém řešení matematického modelu. Absolvent je seznámen s konkrétní aplikací matematických a numerických modelů ve zvolené oblasti moderní fyziky, dle užšího zaměření. Je připraven pracovat v mezioborových týmech a dokáže formulovat aplikačně zajímavé otázky ve formě přístupné rigoróznímu matematickému zkoumání a umí naopak použít abstraktní matematické výsledky ke studiu praktických problémů. Studenti oboru jsou připraveni se uplatnit při řešení matematických a numerických modelů fyzikálních systémů, jak v akademické tak i v komerční sféře u nás i v zahraničí.

Study profile

„Mathematical and computational modelling in physics“ is an interdisciplinary study branch that connects mathematics and physics. Within core courses, students deepen their knowledge of modern parts of mathematics with emphasis on differential equations and numerical methods. Students will choose a specialization in physics, in which they will further expand their expertise and pass the corresponding part of the final state exam. Physics courses are taught by experts in physical sciences and mathematics courses are taught by specialists in mathematics. The content of this study branch is similar to “Mathematical modelling in physics and technology“ in the study program “Mathematics”. It differs however, because our students already have a deeper knowledge of physics and thus they rather broaden their mathematical horizons. In addition, they strengthen their physics skills in one chosen specialization.

Learning outcomes

Graduates have a very good knowledge of mathematical analysis of partial differential equations, functional analysis, and numerical methods for both continuum modelling problems and discrete systems. They are ready to deepen their knowledge immediately by studying specialized literature. Graduates are capable of formulating questions concerning the physical essence of natural phenomena and are able to propose and choose a suitable mathematical model, analyse it mathematically, and then run numerical simulations using appropriate methods. They are competent in judging the quality of the resulting simulation, both from the point of view of the applicability of the chosen mathematical model and also in the analysis of errors emerging in its numerical solution. Graduates are familiar with specific applications of mathematical and numerical models in their selected area of modern physics. They are ready to work in interdisciplinary teams. They are capable of coming up with questions that are of interest in applications and that have a form accessible to rigorous mathematical examination. Conversely, they are also able to apply abstract mathematical results to the study of practical problems. Graduates are prepared to work on solving numerical and mathematical models of physical systems in both academic and commercial applications.