FYS3150 - Computational Physics
Kort om emnet
Emnet gir en innføring i numeriske metoder som vektlegges ved løsning av ulike problemer i fysiske fag og kjemi, dvs. løsning av ordinære- og partielle differensiallikninger, matriseoperasjoner og egenverdiproblemer, interpolering og numerisk integrasjon, Monte-Carlo-metoder, løsning av ikke-lineære likninger og modellering av data.
Hva lærer du?
Kurset gir en innføring i flere av de mest brukte algoritmene fra numerisk analyse til å løse problemer i naturvitenskapelige fag. Disse algoritmer dekker temaer som avansert numerisk integrasjon ved hjelp av Gauss kvadratur, Monte Carlo-metoder med bruksområder i tilfeldige prosesser, Markov kjeder, integrering av flerdimensjonale integraler og applikasjoner til problemer i statistisk fysikk og kvantemekanikk. Andre metoder som blir presentert er egenverdi problemer, fra den enkle Jacobi metoden til iterative Krylov metoder. Populære metoder fra lineær algebra som LU-dekomponeringsmetode og spline-interpolasjon blir også diskutert. En stor del av kurset er viet til å løse ordinære differensiallikninger med eller uten grensebetingelser og til slutt metoder for å løse partielle differensialligninger.
Studenten vil dermed utvikle et kjennskap til noen av de mest brukte algoritmene i naturvitenskap. Flere eksempler på problemer i fysikk og kjemi vil bli brukt for å demonstrere ulike numeriske metoder. Eksemplene spenner over flere felt, fra materialvitenskap til faststoff-fysikk, atomfysikk, astrofysikk, kjernefysikk og egenverdiproblemer i kvantekjemi. Emnet er prosjektbasert og gjennom ulike prosjekter, normalt fem, vil deltakerne bli utsatt for grunnleggende problemstillinger i disse feltene, hvor målet med det siste prosjektet er å gjengi "state of the art" vitenskapelige resultater. Studentene skal lære å utvikle og strukturere koder for å studere slike systemer, utvikle en kritisk forståelse av muligheter og begrensninger ved de ulike numeriske metoder, bli kjent med supercomputing fasiliteter og parallell databehandling og lære å håndtere vitenskapelige prosjekter. Studentene må velge mellom C++, Pyhton eller Fortran2008 som databehandling språk.
God faglig og etisk atferd er vektlagt gjennom hele kurset.
Opptak og adgangsregulering
Studenter må hvert semester søke plass på undervisningen og melde seg til eksamen i StudentWeb.
Dersom du ikke allerede har studieplass ved UiO, kan du søke opptak til våre studieprogrammer, eller søke om å bli enkeltemnestudent.
Id eksisterer ikke i fellestekstenForkunnskaper
Obligatoriske forkunnskaper
I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav:
En av disse:
- Matematikk R1
- Matematikk (S1+S2)
Og en av disse:
- Matematikk (R1+R2)
- Fysikk (1+2)
- Kjemi (1+2)
- Biologi (1+2)
- Informasjonsteknologi (1+2)
- Geofag (1+2)
- Teknologi og forskningslære (1+2)
De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter. Les mer om spesielle opptakskrav.
Anbefalte forkunnskaper
INF1000 - Grunnkurs i objektorientert programmering, FYS-MEK1110 - Mekanikk, MOD100, MAT1100 - Kalkulus, MAT1110 - Kalkulus og lineær algebra, MAT1120 - Lineær algebra.
Overlappende emner
10 studiepoengs overlapp mot FYS210, som ble undervist siste gang høsten 2002.
Undervisning
Emnet går over et helt semester m/ 4 timer forelesninger per uke. I tillegg kommer laboratorieoppgaver ved hjelp av datamaskin. Emnet vil inkludere fire obligatoriske oppgaver som må være godkjent for å delta på endelig skriftlig eksamen.
Adgang til undervisning
Id eksisterer ikke i fellestekstenEksamen
For å kunne avlegge avsluttende eksamen må fire obligatoriske oppgaver være innlevert og godkjent. Det skal gjennomføres et individuelt prosjekt som karaktersettes og teller 50% av karakteren. Prosjektet er i form av en skriftlig rapport. Til slutt vil det gis en endelig skriftlig eksamen på 4 timer som teller 50%.
Hjelpemidler
Id eksisterer ikke i fellestekstenEksamensspråk
Id eksisterer ikke i fellestekstenKarakterskala
Emnet bruker karakterskala fra A til F, der A er beste karakter og F er stryk. Les mer om karakterskalaen.
Begrunnelse og klage
Du kan be om begrunnelse for eksamenskarakterene, og du kan klage over karakterfastsettingen eller over formelle feil ved eksamen. Les mer om begrunnelse og klage.
Adgang til ny eller utsatt eksamen
Du kan vanligvis ta eksamen på nytt, men tidspunktet er avhengig av om du hadde gyldig forfall til ordinær eksamen. Les mer om å ta eksamen på nytt.
Trekk fra eksamen
Id eksisterer ikke i fellestekstenTilrettelagt eksamen
En student som har en funksjonshemning og/eller kroniske eller akutte helseproblemer som fører til vesentlige ulemper i eksamenssituasjonen i forhold til andre studenter, kan søke om tilrettelegging ved eksamen. Mødre som ammer kan søke om tilleggstid på eksamen.
Evaluering av emnet
Tilbakemelding fra studentene våre er avgjørende for at vi skal kunne tilby best mulige emner og studieprogrammer. Vi gjennomfører fortløpende evaluering av dette emnet, og med jevne mellomrom ber vi studentene delta i en mer omfattende, periodisk evaluering av emnet.