1. Modultitel und Modulnummer:

Modul 11.6: Computerphysik

2. Lehrveranstaltungen des Moduls:

Vorlesung (4 SWS), Übung (2 SWS), in einem Computerarbeitsraum

3. Modulverantwortliche(r):

Verantwortlich sind die Lehrenden, Professor(inn)en und Dozent(inn)en der theoretischen Physik im Wechsel

4. Lehrinhalte:

Im Einzelnen werden die folgenden Inhalte behandelt:

Interpolation und Approximation, Numerische Integration, Iterationsverfahren, Nichtlineare Optimierungstechniken, Gewöhnliche Differentialgleichungen, Lineare Gleichungssysteme und Eigenwertprobleme, Zufallszahlen und Monte-Carlo-Methoden, Molekulardynamik-Simulationen.

5. Kompetenzen:

Diese Lehrveranstaltung dient der Einführung in die Lösung physikalischer Probleme mit Hilfe des Computers. Dazu gehören insbesondere die Auswertung vorhandener Formeln für spezielle physikalische Prozesse und die Darstellung der Ergebnisse auf dem Bildschirm, die Lösung von Gleichungen, z. B. Differentialgleichungen und die Berechnung von Integralen, die in der Physik auftreten sowie die Simulation von physikalischen Systemen und Prozessen.

Es sollen Fertigkeiten und Kenntnisse über

• Numerische Verfahren, die entweder der Numerischen Mathematik entstammen oder die speziell für das physikalische Problem entworfen wurden
• die Aufbereitung des Problems zur praktischen Durchführung am Computer
• die Programmierung und den Test der Programme anhand der Beispiele („learning by doing“, zu Beginn gibt es eine Einführung in die Programmierung während der Übungen)
• Fehlerquellen, die durch die Benutzung des Computers entstehen können und deren Vermeidung
• die Auswertung und graphische Darstellung der Daten

erworben werden. Damit werden die Studierenden mit den zentralen Aufgaben der Computerphysik vertraut und lernen Konzepte kennen, die breit und weit über die Physik hinaus angewandt werden, z.B. in den Ingenieurwissenschaften bis hin zu Wirtschafts- und Sozialwissenschaften.

6. Anzahl Einzelleistungen:

Eine benotete Einzelleistung

7. Erbringungsformen:

Klausur oder mündliche Prüfung

8. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten:

Bestehen der Klausur/mündlichen Prüfung (über Vorlesung und Übung), regelmäßige aktive Teilnahme: begleitend zur Vorlesung muss eine Nacharbeitung anhand von Physik- (Standard) Lehrbüchern erfolgen. Zu den Übungen müssen Aufgaben bearbeitet und in den Übungen vorgerechnet werden, die Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben.

9. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte:

10. Teilnahmevoraussetzungen und Vorkenntnisse:

Module 3 und 4, Modul 6 wird empfohlen

11. Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls:

Wahlpflichtmodul des Bachelorstudienganges mit Kernfach Physik Profil Physik (FsB 5.2.3)

Wahlpflichtmodul des vertiefenden Studiums im Bachelorstudiengang Vertiefung Physik (FsB 5.3.1)

12. Dauer des Moduls/Angebotsturnus:

Jährlich, jeweils im Sommersemester