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© 2016

Computerphysik

Einführung, Beispiele und Anwendungen

Benefits

  • Bietet eine anwendungsorientierte Einführung in die Computerphysik

  • Diskutiert als Projekte Beispiele aus der Physik im Detail

  • Liefert Lesern das nötige Rüstzeug zur selbstständigen Bearbeitung von Problemen

  • Benutzt die gängigen Programmiersprachen C und Python

  • Ergänzt durch Basiswissen zu Linux und Übungsaufgaben

Textbook
  • 89k Downloads

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages I-XIV
  2. Stefan Gerlach
    Pages 1-5
  3. Computergrundlagen

    1. Front Matter
      Pages 7-7
    2. Stefan Gerlach
      Pages 9-16
    3. Stefan Gerlach
      Pages 17-28
  4. Programmieren und Datenverarbeitung

    1. Front Matter
      Pages 29-29
    2. Stefan Gerlach
      Pages 31-54
    3. Stefan Gerlach
      Pages 55-62
    4. Stefan Gerlach
      Pages 63-86
    5. Stefan Gerlach
      Pages 87-99
  5. Numerische Methoden

    1. Front Matter
      Pages 101-101
    2. Stefan Gerlach
      Pages 103-108
    3. Stefan Gerlach
      Pages 109-132
    4. Stefan Gerlach
      Pages 141-150
    5. Stefan Gerlach
      Pages 151-159
  6. Computerphysik-Projekte

    1. Front Matter
      Pages 161-161
    2. Stefan Gerlach
      Pages 163-177
    3. Stefan Gerlach
      Pages 179-193
    4. Stefan Gerlach
      Pages 195-207

About this book

Introduction

Dieses Lehrbuch bietet dem Leser eine aktuelle Einführung in das Lösen von physikalischen Problemen mit dem Computer. Es werden die Grundlagen der Computernutzung, der Programmierung sowie der wichtigsten numerischen Methoden besprochen und anhand vieler Beispiele und Übungsaufgaben mit zunehmendem Bezug zur Physik verdeutlicht. Die Nutzung des Betriebssystems Linux und die Programmierung in C und Python bilden dabei den Schwerpunkt.

Der wichtigste Teil des Buches sind die Projekte, in denen die zuvor besprochenen Grundlagen auf unterschiedliche Probleme der Physik angewendet werden. Die Projekte umfassen viele wichtige Beispiele aus der Computerphysik (u.a. den Oszillator und Anfangswertprobleme) und diskutieren deren Anwendungen im Detail. Der Leser erhält damit das nötige Rüstzeug, um selbstständig physikalische Probleme mithilfe des Computers zu lösen. Zahlreiche Übungsaufgaben helfen dabei.

Dieses Buch ist in erster Linie für Bachelorstudenten der Physik, aber auch anderer naturwissenschaftlicher Fächer gedacht. Es kann aber auch von Lehrern und Dozenten zur eigenen Vorbereitung genutzt werden. Vorkenntnisse auf dem Gebiet setzt dieses Buch nicht voraus. Nur in den Projekten wird auf Wissen aus den Grundvorlesungen der Physik zurückgegriffen.

Der Autor

Stefan Gerlach hat an der TU Berlin studiert und seine Diplom- und Doktorarbeit am Max-Born-Institut in Berlin geschrieben. Seit 2006 ist er Mitarbeiter in der Theoretischen Physik an der Universität Konstanz und in der Lehre, der Forschung und der IT-Administration tätig. Sein Forschungsschwerpunkt sind Computersimulationen zur Untersuchung der ultraschnellen Magnetisierungsdynamik.

Keywords

Computational physics Gnuplot Linux Numerik Programmieren Wissenschaftliches Rechnen

Authors and affiliations

  1. 1.Fachbereich PhysikUniversität KonstanzKonstanzGermany

About the authors

Stefan Gerlach hat an der TU Berlin studiert und seine Diplom- und Doktorarbeit am Max-Born-Institut in Berlin geschrieben. Seit 2006 ist er Mitarbeiter in der Theoretischen Physik an der Universität Konstanz und in der Lehre, der Forschung und der IT-Administration tätig. Sein Forschungsschwerpunkt sind Computersimulationen zur Untersuchung der ultraschnellen Magnetisierungsdynamik.

Bibliographic information

Industry Sectors
IT & Software

Reviews

“Ein ausgezeichnetes Buch um sowohl Grundprinzipien von Programmieren an sich kennen zu lernen (Arbeiten mit Linux, Programmiersprache Python und C, Paralleles Rechnen, etc...) als auch die numerischen Methoden mit physikalischen Beispielen zu vertiefen. Gut geeignet als Ergänzung zum Besuch einer Lehrveranstaltung zum Thema Computerphysik.”
Besonders hervorzuheben: “Die gute Kombination aus Grundtechniken (Linux, Programmiersprachen) und numerischen Methoden mit physikalischer Anwendung macht dieses Buch gerade für Studierende interessant, die eine Computerphysik Lehrveranstaltung besuchen, jedoch nicht über ausreichend Programmierkenntnis verfügen ...” (Dipl.-Ing. BSc Gerhard Dorn, Institut für Theoretische Physik, TU Graz)