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Computerphysik

Einführung, Beispiele und Anwendungen

  • Stefan Gerlach
Textbook

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages I-XVIII
  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 55-63
    4. Stefan Gerlach
      Pages 65-88
    5. Stefan Gerlach
      Pages 89-101
  5. Numerische Methoden

    1. Front Matter
      Pages 103-103
    2. Stefan Gerlach
      Pages 105-111
    3. Stefan Gerlach
      Pages 113-140
    4. Stefan Gerlach
      Pages 149-160
    5. Stefan Gerlach
      Pages 161-170
  6. Computerphysik-Projekte

    1. Front Matter
      Pages 171-171
    2. Stefan Gerlach
      Pages 173-186
    3. Stefan Gerlach
      Pages 187-202
    4. Stefan Gerlach
      Pages 203-216
    5. Stefan Gerlach
      Pages 217-235
    6. Stefan Gerlach
      Pages 237-244
    7. Stefan Gerlach
      Pages 245-268
    8. Stefan Gerlach
      Pages 269-275
  7. Back Matter
    Pages 277-290

About this book

Introduction

Dieses Lehrbuch bietet dem Leser eine aktuelle Einführung in das Lösen von physikalischen Problemen mit dem Computer. Die Grundlagen der Computernutzung, der Programmierung sowie der wichtigsten numerischen Methoden werden 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 die Schwerpunkte.

Der wichtigste Teil des Buches umfasst die Projekte, in denen die zuvor besprochenen Grundlagen auf unterschiedliche Probleme der Physik angewendet werden. Die Projekte beinhalten 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 unterstützen beim Vertiefen des Erlernten.

Neben einer Vielzahl an kleinen Ergänzungen und Verbesserungen ist die zweite Auflage um ein zusätzliches Projektkapitel zum Thema Daten- und Signalanalyse erweitert, wobei  wichtige Themen wie statistische Methoden, Filtermethoden und Bildanalyse behandelt werden.

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 Wissenschaftliches Rechnen Linux anwenden Numerische Methoden Programmieren C Programmieren Python Nichtlineare Dynamik Randwertprobleme Datenanalyse Physik Signalanalyse

Authors and affiliations

  • Stefan Gerlach
    • 1
  1. 1.Fachbereich PhysikUniversität KonstanzKonstanzGermany

Bibliographic information