Použití počítačů ve fyzice - NOFY084

• Anglický název: Using Personal Computers in Physics
• Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2023
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:0/2, KZ [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Kompetence: social engagement
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: https://pavelstransky.cz/pcfyzika.php
• Garant: doc. RNDr. Jiří Dolejší, CSc.
• Vyučující: Mgr. Pavel Stránský, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Jaderná a subjaderná fyzika

Anotace

čeština

Hlavním cílem výkladu integrovaného s procvičovánímí je poskytnutí představy, jak se dají počítače využít při normální práci fyzika (praktické výpočty, elementy numerické matematiky, kreslení obrázků, zpracování textů, komunikace). Jednotlivé lekce ilustrují řešení několika standardních situací a nenahrazují, spíše motivují, další studium numerické matematiky a jiných disciplín. I když je v každém cvičení vedeno řešení konkrétního fyzikální úlohy ke zdárnému konci, mají studenti také dostatek příležitosti k samostatné práci.

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (26.01.2018)

angličtina

The lectures combined with practical calculations give an idea about using computers in the everyday work of a physicist (calculations, elements of numerical mathematics, drawing figures, writing articles, communication). Individual lectures are built on examples and more stimulate than replace a thorough study of numerical mathematics and further disciplines. A lot of space for original students works.

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (26.01.2018)

Podmínky zakončení předmětu

Klasifikovaný zápočet bude udělen za vypracování a obhajobu zápočtového programu. Téma programu by mělo odpovídat zaměření předmětu, mělo by tedy být vztažené k fyzice, jinak si ho účastníci kurzu mohou zvolit zcela dle svých zájmů. Program nesmí být totožný s programy využitými ke splnění jiných předmětů a nesmí být kopií nebo triviální úpravou programů běžně dostupných na webu. Zápočtový program lze vypracovávat jednotlivě nebo ve skupině.

Poslední úprava: Stránský Pavel, Mgr., Ph.D. (22.02.2024)

Literatura

Průběžně aktualizované informace k přednášce jsou na doprovodné webové stránce http://pavelstransky.cz/pcfyzika.php

Doplňková literatura:

P.R. Turner, T. Arildsen, K. Kavanagh, Applied Scientific Computing With Python (Springer 2018)

R. Johansson, Numerical Python: Scientific Computing and Data Science Applications with Numpy, SciPy and Matplotlib (Springer 2019)

H. Press et al., Numerical Recipes (in Fortran, Pascal) (Cambridge University Press 1992)

S. Nagar, Introduction to Python for Engineers and Scientists (Springer 2018)

Poslední úprava: Stránský Pavel, Mgr., Ph.D. (01.03.2021)

Sylabus

čeština

Numerické modelování fyzikálního systému.

Řešení obyčejných diferenciálních rovnic druhého řádu, ilustrace potenciálních problémů.

Histogramy, zviditelňování náhodně rozdělených veličin.

Metoda Monte-Carlo.

Aproximace a interpolace. Taylorovy rozvoje, polynomy, spliny.

Minimalizace. Fitování experimentálních dat.

Lineární algebra.

Fourierova transformace.

Ilustrace programů Mathematica, Wolfram Alpha, Maple...

Verzování pomocí systému Git.

Použití dostupných numerických knihoven.

Chyby numerických výpočtů, aneb jak s dobrým úmyslem spočítat úplné nesmysly.

Vědecké publikace: I úplná pitomost zpracovaná LaTeXem vypadá seriózně.

Cestování po světě pomocí Internetu. WWW.

Poslední úprava: Stránský Pavel, Mgr., Ph.D. (01.03.2021)

angličtina

Simulation of a physical system.

Solution of ordinary differential equations, potential problems.

Histograms, displaying of experimental data.

Monte-Carlo Method.

Approximation and interpolation. Taylor expansion, polynomials and splines.

Minimization and optimization. Fitting of experimental data.

Linear algebra and solving of an eigenvalue problem.

Errors in numerical calculations: how to get a complete nonsense by the use of correct tools.

How to create a scientific paper: Short introduction to LaTeX.

Algebraic and symbolic manipulations with Mathematica, Wolfram Alpha, Maple...

Version and source control using Git.

Use of accessible numerical libraries.

Using internet for communication and getting information.

Poslední úprava: Stránský Pavel, Mgr., Ph.D. (01.03.2021)