Física (plan 2002) 2023-1
Séptimo Semestre, Física Computacional
Grupo 8256, 22 lugares. 13 alumnos.
Propósito del curso: El estudiante aprenderá a implementar soluciones numéricas a diferentes problemas modelo de la física clásica y moderna. Los modelos a tratar llevan al planteamiento y solución de ecuaciones diferenciales y parciales utilizando algoritmos del análisis numérico incluyendo los problemas del valor inicial, valores a la frontera y eigenvalores. El estudiante tendrá la capacidad de interpretar y discutir acerca de las soluciones encontradas mediante el uso de gráficos y tablas que podrá comparar con soluciones analíticas o comportamiento experimental. Tambien se dará una breve introducción a los métodos de simulación en Física.
Perfil de egreso:
Al concluir el curso el estudiante:
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Resolverá de una forma estructurada problemas de la física mediante el uso del análisis numérico.
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Tendrá una formación que le permitirá el planteamiento y modelación por computadora de problemática teórica relativa a diversos sistemas físicos.
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Realizará en forma efectiva análisis y discusión de las soluciones numéricas que emanen de la implementación de diferentes algoritmos computacionales.
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Será capaz de resolver problematíca teórica en grupos colaborativos, aportando ideas sustentadas en la física computacional.
Temario:
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Introducción al sistema Linux y al lenguage de programación “C”
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Busqueda de raices de funciones de una sola variable:
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Metodo de bisección
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Método de Newton y de la secante
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Método de Regula falsi
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Solución numérica de ecuaciones diferenciales ordinarias: el problema del valor inicial.
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Método de Verlet.
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Métodos de Runge-Kutta.
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Aplicación de RK-4: Sistemas Caóticos.
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Solución numérica de ecuaciones diferenciales parciales: metodo de diferencias finitas.
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Solución única de ecuaciones diferenciales ordinarias con condiciones de frontera.
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Ecuación del calor
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Ecuaciones de Laplace y de Poisson. Método de relajación.
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Solución del problema de eigenvalores.
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Método de potencias
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Solución al problema de la cuerda vibrante
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Solución a la Ecuación de Schrödinger. Problema del pozo de potencial
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Introducción a la simulación por computadora.
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Método de Montecarlo
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Nociones de Dinámica Molecular.
Rúbrica general de evaluación:
Tareas individuales 60 %
Participación en clase y actividades colaborativas: 40 %.
Recursos didácticos:
Se recomiendan los siguientes textos:
N. Giordano, Computational physics, Ed. Prentice-Hall, Inc., 1997. ISBN: 0-13-367723-0
P. L. DeVries, A first course in Computational Physics, Ed. Wiley, 1994. ISBN: 0-471-54869-3