Computer methods in theoretical physics

2023/2024

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

3

ECTS credits

Delivered at:

Department of Physics

Course type:

Elective course

When:

4 year, 3 module

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина направлена на формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических концепций в области вычислительной физики; развитие умений, основанных на полученных теоретических знаниях и практических навыках, позволяющих на творческом уровне создавать и применять физико-математические модели и численные методы для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем; получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы, предполагающей изучение специфических алгоритмов, инструментов и средств, необходимых для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем; получение практических навыков анализа, обработки и использования экспериментальных и наблюдательных данных для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем.

Цель освоения дисциплины

• Целями освоения дисциплины "Компьютерные методы в теоретической физике" являются: - формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических концепций в области вычислительной физики; - развитие умений, основанных на полученных теоретических знаниях и практических навыках, позволяющих на творческом уровне создавать и применять физико-математические модели и численные методы для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем; - получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы, предполагающей изучение специфических алгоритмов, инструментов и средств, необходимых для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем; - получение практических навыков анализа, обработки и использования экспериментальных и наблюдательных данных для решения фундаментальных и прикладных физических задач, исследования и моделирования физических процессов и систем.

Планируемые результаты обучения

• Решает фундаментальные задачи квантовой механики с помощью Mathematica.
• Умеет обращаться со списками и векторами, умеет строить графики в системе Mathematica.
• Умеет применять методы эффективного программирования в системе Mathematica.
• Умеет решать задачу Кеплера в системе Mathematica.
• Численно и аналитически решает дифференциальные уравнения с помощью DSolve и NSolve.

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Работа в системе Mathematica.
• Решение обыкновенных дифференциальных уравнений и систем обыкновенных дифференциальных уравнений в системе Mathematica.
• Тема 3. Компьютерное моделирование задач механики.
• Тема 4. Основы программирования в системе Mathematica.
• Тема 5. Компьютерное решение задач квантовой механики.

Элементы контроля

• Домашние задания
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 3 модуль
  0.5 * Домашние задания + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Michael Trott Springer-verlag, & New York. (n.d.). About the GuideBooks. The Mathematica GuideBooks by Michael Trott form.
• Trott, M. (2006). The Mathematica GuideBook for Numerics. Springer.

Рекомендуемая дополнительная литература

• Roozbeh Hazrat. (2010). Mathematica®: A Problem-Centered Approach (Vol. 2010). Springer.