Бакалавриат
2023/2024
Компьютерные методы в теоретической физике
Статус:
Курс по выбору (Физика)
Направление:
03.03.02. Физика
Кто читает:
Департамент физики
Где читается:
Школа информатики, физики и технологий
Когда читается:
4-й курс, 3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для всех кампусов НИУ ВШЭ
Преподаватели:
Лобода Ольга Сергеевна
Язык:
русский
Кредиты:
3
Контактные часы:
30
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.
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.