Computational Physics

Die Veranstaltung verfolgt zwei Ziele: Zum einen soll ein Überblick über grundlegende numerische Verfahren und ihre Anwendung in der Physik gegeben werden. Andererseits soll die konkrete Modellierung physikalischer Probleme auf dem Computer eingeübt werden. Als Programmierumgebung wird die Programmiersprache Python verwendet. Wesentlicher Bestandteil dieser Veranstaltung sind die Übungen, bei denen Sie selbständig am Computer mit Python arbeiten werden. Aus dem Inhalt: Einführung in Python Visualisierung und Datenverarbeitung Numerische Präzision Elementare numerische Verfahren: numerische Differentiation, numerische Integration, Nullstellensuche, Minimierung Gleichungssysteme und Matrixmethoden: lineare Gleichungssysteme, Eigenwertproblem Gewöhnliche Differentialgleichungen und Anfangswertprobleme: Euler-, Runge-Kutta-Verfahren, Stabilität; Anwendungen Partielle Differentialgleichungen und Randwertprobleme Fouriertransformation: Diskrete und Schnelle Fouriertransformation; Anwendungen Monte-Carlo-Methoden: Zufallszahlen, Monte-Carlo-Integration, Metropolis Algorithmus; Anwendungen