Universität Wien
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260007 VO Advanced Computational Physics (2021S)

6.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik

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Details

Sprache: Deutsch

Lehrende

Termine (iCal) - nächster Termin ist mit N markiert

  • Montag 08.03. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 10.03. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 15.03. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 17.03. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 22.03. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 24.03. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 12.04. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 14.04. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 19.04. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 21.04. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 26.04. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 28.04. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 03.05. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 05.05. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 10.05. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 12.05. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 17.05. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 19.05. 09:00 - 10:30 Digital
  • Mittwoch 26.05. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 31.05. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 02.06. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 07.06. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 09.06. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 14.06. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 16.06. 09:00 - 10:30 Digital
  • Montag 21.06. 13:00 - 14:30 Digital
  • Mittwoch 23.06. 09:00 - 10:30 Digital

Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Computational Physics bezeichnet den Einsatz von computergestützten Rechenmethoden zur Lösung physikalischer Fragestellungen und hat sich in den letzten Jahrzehnten als eigenständige dritte Säule neben den klassischen Disziplinen der Physik, Experimentalphysik und Theoretischer Physik, etabliert. Wie die konventionellen Zugänge auch, ist Computational Physics nicht ein inhaltlicher Spezialbereich, sondern eine Vorgehensweise und daher auf kein bestimmtes Teilgebiet der Physik beschränkt. Die Anwendungen reichen von der Überprüfung theoretischer Näherungsmethoden (durch Bereitstellung numerisch exakter Resultate für ausgewählte Modellsysteme) bis zum Ersatz bzw. zur Erweiterung von Laborexperimenten zu extremen Raum- und Zeitskalen oder physikalischen Bedingungen. Durch die ständige Zunahme an Rechnerleistung können heute sehr komplizierte physikalische Modellsysteme am Computer simuliert und ihre Eigenschaften in beliebigem Detail untersucht werden.
Diese Vorlesung, die eher auf das tiefere Verständnis ausgewählter Methoden als auf einen umfassenden, aber oberflächlichen Überblick ausgerichtet ist, bietet eine Einführung in die wichtigsten Techniken zur Simulation von Vielteilchensystemen in der Statistischen Mechanik:
- Monte Carlo Simulationen
- Molekulardynamik
- Langreichweitige Wechselwirkungen
- Entropie und freie Energie
- Seltene Ereignisse
Da die Vorlesung praktisch anwendbare Kenntnisse vermitteln will, wird zu allen Verfahren so viel Hintergrundinformation gegeben, daß die Teilnehmer in der Lage sein sollten, diese selbst zu implementieren oder die bereitgestellten Demonstrationsprogramme zu verallgemeinern. Daher bilden die begleitenden Übungen auch einen wesentlichen Bestandteil der Lehrveranstaltung.
Voraussetzungen: Computational Physics I oder vergleichbare Vorkenntnisse, etwas Statistische Mechanik und Quantenmechanik, gute Programmierkenntnisse.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Die schriftliche Prüfung zu wird als " Digitale schriftliche Prüfung mit einem Prüfungsbogen zum Download" (also von zu Hause aus) durchgeführt. Die Prüfungsaufgaben werden 15 Minuten vor Prüfungsbeginn auf einer eigenen Moodle-Seite der Prüfung zum Download bereitstehen und die Lösungen müssen bis spätestens 30 Minuten nach dem offiziellen Ende der Prüfung auf die Moodle-Seite der Prüfung hochgeladen werden.

Die Anmeldung zur Prüfung erfolgt wie üblich über u:space.

Die Prüfung ist als "Open-Book exam" konzipiert, muss also selbständig und ohne fremde Hilfe geschrieben werden, wobei jedoch Unterlagen wie z.B das die Vorlesung begleitende Skriptum oder Lehrbücher verwendet werden dürfen. Sie können Ihre Antworten auf den ausgedruckten Prüfungsbögen oder auf separaten Blättern schreiben.

Zum Hochladen können Sie Ihre handschriftlichen Lösungen mit einem Scanner einscannen oder mit einem Handy abfotografieren. Bitte laden Sie die gesamte Prüfung in einem einzelnen pdf-file hoch.

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Bei der Prüfung müssen für eine positive Beurteilung mindestens 50% der insgesamt möglichen Punkte erzielt werden.

Prüfungsstoff

Der Prüfungsstoff umfasst jene Inhalte des Skriptums, welche in der Vorlesung behandelt werden. Das Skriptum ist auf der Moodle-Seite der Lehrveranstaltung verfügbar.

Literatur

M.P. Allen, D.J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press, Oxford, 1978.
D. Frenkel, B. Smit, Understanding Molecular Simulation, Academic Press, San Diego, 2002.
D.C. Rapaport, The Art of Molecular Dynamics Simulation, Cambridge University Press, 1995.
M. E. Newman, G. T. Barkema, Monte Carlo Methods in Statistical Physics, Clarendon Press, Oxford, 1999.
M. E. Tuckerman, Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation, Oxford University Press, 2010.
David P. Landau and K. Binder, Monte Carlo Simulations in Statistical Physics, Cambridge University Press, 2009.

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

M-CORE 1

Letzte Änderung: Fr 12.05.2023 00:21