Computerphysik
Description
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 mit Hilfe des Computers zu lösen. Zahlreiche Übungsaufgaben helfen dabei.
Reviews / Votes
"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)
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Person
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.
Content
Computergrundlagen . Hard- und Software.- Arbeiten mit Linux. Programmieren und Datenverarbeitung . Programmieren in C.- Programmieren in Python.- Wissenschaftliches Rechnen.- Hochleistungsrechnen. Numerische Methoden . Zahlendarstellung und numerische Fehler.- Numerische Standardverfahren.- Numerik von gewöhnlichen Differenzialgleichungen.- Lineare Algebra.- Zufallszahlen. Computerphysik-Projekte . Der Oszillator. Nichtlineare Dynamik.- Randwertprobleme.- Anfangswertprobleme.- Eigenwertprobleme.- Stochastische Methoden. Shell-Kommandos unter Linux. Funktionen der C-Standardbibliothek. Index.
