Computerphysik II Wintersemester 2023/24

Inhaltsverzeichnis

• 0. Einführung Programmieren mit Python(2KW)
  Python ist eine vielseitige und beliebte Programmsprache (nicht nur) in der Wissenschaft. Wir werden sie das gesamte Semester verwenden, deshalb starten wir mit einer Einführung ins Programmieren und Python.
  Links:
  
  • Buch zur Vorlesung - Kapitel 5
  • Vorlesungsfolien: VL1+2
  • Vorlesungsfolien: Plotting-Extra
  • Wikibook Python
• 1. Statistik & Datenauswertung(4KW)
  Links:
  
  • Vorlesungsfolien: VL3-7
  • Buch zur Vorlesung - Kapitel 9.5 + 9.6 + 11.3, 18.1 + 18.2
  
  Inhalt:
  • Kombinatorik und diskrete Wahrscheinlichkeitsverteilungen (KW45+KW46)
    Die Grundlagen der Statistik stammen aus den Bereichen Kombinatorik und Stochastik. Hier werden wir uns mit den diskreten Wahrscheinlichkeitsverteilungen und deren Anwendungen beschäftigen.
  • Numerische Integration und kontinuierliche Wahrscheinlichkeitsverteilungen (KW46+47)
    Wenn Messwerte beliebige Werte annehmen können, bekommt man kontinuierliche Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Hier werden die wichtigsten davon besprochen und mit Beispielen anschaulich gemacht.
  • Ausgleichsmethoden und Minimierung (KW48)
    Mit den nun bekannten statistischen Methoden können wir jetzt Daten mit Funktionen anpassen. Dabei werden zuerst lineare Funktionen, dann Polynome und am Ende beliebige nichtlineare Funktionen betrachtet. Dabei werden verschiedene Verfahren der Linearen Algebra verwendet.
• 2. Signal- und Bildverarbeitung(4KW)
  Links:
  • Vorlesungsfolien: VL8-11
  • Buch zur Vorlesung: Kapitel 9.4, 18.3
  
  Inhalt:
  • Fourieranalyse und diskrete Fouriertransformation (KW49)
  • Effekte und Filter (KW50+51)
  • Bildbearbeitung und -analyse mit Faltung und Korrelationen (KW51+2)
• 3. Stochastische Methoden(3KW)
  Links:
  • Vorlesungsfolien: VL12-14
  • Buch zur Vorlesung: Kapitel 12 + 19
  
  Inhalt:
  • Zufallszahlenerzeugung, Nichtgleichverteilte Zufallszahlen (KW3)
  • Monte-Carlo-Integration, Zufallsbewegung und zelluläre Automaten (KW4)
  • Perkolation und andere Anwendungen (KW5)

Aktuelles

• nach Vereinbarung

Aufgabenblätter:

Buch zur Vorlesung

Vorlesungsmaterialien (nur intern):

Empfohlene weitere Bücher

• W. Kinzel und G. Reents, Physik per Computer, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1996
• Steven E. Koonin, Benjamin Cummings 1986, Fortran-Version mit D.C.Meredith 1989, deutsche Ausgabe: Physik auf dem Computer, Oldenbourg Verlag 1987, 2 Bände (und Fortran Version Oldenbourg Verlag 1990) (veraltet, aber sehr gut)
• Paul L. DeVries, A First Course in Computational Physics, Wiley, 1994
• Tao Pang, An Introduction to Computational Physics, Cambridge University Press, 1997
• A. Klein, A. Godunov, Introductory Computational Physics, Cambridge University Press, 2006
• Rubin H. Landau, Manuel J. Paez, Computational Physics, Wiley, 1999 (modern, aber sehr viel)
• E. W. Schmid, G. Spitz, W. Lösch, Physikalische Simulationen mit dem Personalcomputer, Springer, 1993 (historisch, aber sehr detailiert)
• W. H. Press, B. P. Flannery, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, Numerical Recipes, Cambridge University Press, 1992 (Numerik)