Rechnergestützte Physik 2 (Simulation Klassischer und Quantenmechanischer Systeme)
Computational Physics 2 (Simulation of Classical and Quantum Mechanical Systems)

Modul PH2090

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH2090 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2090 ist Stefan Recksiegel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Dieses Modul ist die Fortsetzung des im WS angebotenen Moduls PH2057.

Behandelt werden fortgeschrittene Themen der numerischen Physik.

10. Random Numbers
11. Fourier Transform
12. Nonlinear Systems and Chaos
13. Fractals
14. Time evolution of Quantum Wave Packets
15. Integral Equations
16. Finite Elements
17. Wavelets
18. Quantum Paths via Functional Integration
19. Introduction to Lattice Gauge Theory

Lernergebnisse

Am Ende dieses Moduls können die Studierenden numerische Beschreibungen von klassichen und quantenmechanischen Systemen aufstellen und lösen. Erlernte Techniken umfassen gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, Monte-Carlo Methoden und Chaostheorie. Die Studierenden haben einen Eindruck von fortgeschrittenen numerischen Methoden, wie sie in der aktuellen Forschung eingesetzt werden.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen, aber Kenntnisse des Inhalts des Moduls PH2057 werden dringend empfohlen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung mit Präsentation von Algorithmen über Videoprojektoren, individuelle und Gruppenübungen.

Medienformen

Übungsblätter, begleitende Webseite: http://users.ph.tum.de/srecksie/lehre

Literatur

Ein grosser Teil des Materials wird in "“Computational Physics: Problem Solving with Computers", Landau, Paez and Bordeianu, Wiley-Vch, ISBN 3527406263, behandelt. Für das letzte Kapitel verwenden wir Lepage’s "“Lattice QCD for novices"”, http://arxiv.org/abs/hep-lat/0506036.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Prüfung von 90 Minuten Dauer wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.