Základy počítačové fyziky I - NEVF141

• Anglický název: Fundamentals of Computational Physics I
• Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2021
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 7
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/2, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Garant: doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.; doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D.
• Vyučující: doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.; doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D.

Anotace

čeština

Přednáška seznamuje studenty se základními numerickými metodami, jejich implementací na počítači a aplikací na modelování fyzikálních problémů.

Poslední úprava: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (15.01.2019)

angličtina

The lecture introduces the basic numerical methods, their computer implementation, and application to modeling of physical problems.

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (28.01.2019)

Podmínky zakončení předmětu

Získání zápočtu je podmínkou pro konání zkoušky.

Pro udělení zápočtu je třeba prezentovat dva počítačové modely dle zadání na cvičeních.

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (26.11.2024)

Literatura

Press W.H. et al.: Numerical Recipes in FORTRAN (Pascal, C) Cambridge University Press, Cambridge 1992.

Hrach R.: Numerické metody ve fyzikální elektronice I skripta MFF UK, SPN, Praha 1981.

Hrach R.: Počítačová fyzika I, II, PF UJEP, Ústí nad Labem 2003.

Poslední úprava: T_KEVF (09.05.2005)

Metody výuky

Výuka probíhá prezenčně. Více informací viz https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (26.11.2024)

Požadavky ke zkoušce

Zkouška je ústní.

Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednáškách.

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (26.11.2024)

Sylabus

čeština

1. Základy počítačové fyziky:
Reprezentace čísel ve výpočetní technice, provádění příkazů, chyby výpočtů. Programovací jazyky, strukturované programování.

2. Základy numerických metod v počítačové fyzice:
Interpolace, aproximace, nacházení kořenů rovnic, hledání minim, derivace, integrace (Richardsonova extrapolace, Rombergova metoda). Řešení soustav lineárních rovnic. Řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Řešení soustav lineárních rovnic, iterační metody.

3. Počítačové modelování:
Formulace modelů počítačové fyziky. Metoda molekulární dynamiky - princip metody, pohybové rovnice, pohyb ve vnějším magnetickém poli, implementace algoritmů řešení problému mnoha těles. 

Stochastické metody v počítačové fyzice. Náhodná čísla, transformace náhodných veličin. Použití metod Monte Carlo pro řešení fyzikálních problémů. Spojité modelování. Hybridní modelování.

Poslední úprava: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (14.01.2019)

angličtina

1. Principles of computational physics:
Computer representation of numbers, command execution, computation errors. Programming languages, structured programming.

2. Basic numerical methods in computational physics:
Interpolation, approximation, root finding, minimization, differentiation, integration (Richardson extrapolation, Romberg method). Solving systems of linear equations. Solving ordinary differential equations.

3. Computer modelling:
Computer modeling of physical systems. Molecular dynamics method - principles, equations of motion, motion in external magnetic field, algorithms for solution of many-body problems.Stochastic methods of computational physics. Random numbers, transformation of random variables. Solution of physical problems using the Monte Carlo method. Continuous modeling. Hybrid modeling.

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (28.01.2019)