فیزیک محاسباتی ۱

مراجع

[1] Joakim Sundnes, "Introduction to Scientific Programming with Python", Volume 6, (2020).

It is an open acess textbook which can be freely downloaded from the following link:

https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-030-50356-7.pdf

fig1-2.png

[2] Hans Petter Langtangen and Anders Logg, "Solving PDEs in Python", Volume 3, (2016).

t is an open acess textbook which can be freely downloaded from the following link:

https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-319-52462-7.pdf

fig2-3.png

[3] Hans-Petter Halvorsen, "Python for Science and Engineering", (2019).

See also his hompage where his other books and PDF files as well as his video on youtube are available: https://www.halvorsen.blog/documents/programming/python/python.php

fig3-2.png

[4] Mark Newman, "Computational Physics", (2013).

The chpaters and programs of the book are aviavialbe from the homepage of the book: http://www-personal.umich.edu/~mejn/cp/index.html

fig4.png

[5] Rubin H. Landau, et al., "Computational Physics", (2015).

fig6.png

[6] NumPy, SciPy, Matplotlib, IPython, SymPy, pandas libraries are available from the following link:

https://www.scipy.org

fig5.png

[7] Duncan M. McGreggor, "Mastering matplotlib", https://matplotlib.org

fig7.png

نحوه ارزیابی

چهار نمره میان ترم

شش نمره پایان ترم

ده نمره تمرین

دو نمره تشویقی تکالیف آموزشی

دو نمره تشویقی حضور فعال در کلاس

دو نمره تشویقی پروژه

نرم افزارهای مورد نیاز

Anaconda which can be downloaded from:

https://www.anaconda.com/products/individual-d

وقتی که وارد سایت فوق شوید سیستم عامل رایانه شما به طور خودکار تشخیص داده می شود و کافی است آن را دانلود و نصب کنید

fig8.png

پس از نصب روی آیکون سبز رنگ مار کلیک کنید تا لود شود

Then click on the Jupyter Notebook

fig9.png

We use Python3 (https://www.python.org)

Be aware that Pyhton2 differes from Pyhton3

fig10.png

برای برنامه نویسی از هر ادیتوری می توانید استفاده کنید اما ادیتورهای زیر برای این کار مناسب تر هستند

Pycharm (https://www.jetbrains.com/pycharm/download)

fig11-2.png

fig12.png

Visual Studio Code (https://code.visualstudio.com)

fig13.png

در اینجا بیشتر با ادیتور جوپیتر نوت بوک کار می کنیم

برای نصب آناکاندا روی سیسم عامل لینوکس اوبونتو از فیلم آموزشی تهیه شده توسط خانم مهتاب آرتی دانشجوی دکتری فیزیک ماده چگال دانشگاه اصفهان واقع استفاده کنید

https://youtu.be/nI-bgB8PHMw

چگونگی تعیین ورژن پایتون نصب شده

fig15.png

تعیین محل نصب پایتون

fig16.png

سرفصلها

آشنایی با پایتون

حل معادلات به صورت تحلیلی

مشتق گیری تحلیلی

مشتق گیری عددی

انتگرال گیری نامعین به صورت تحلیلی

انتگرال گیری معین به صورت تحلیلی

انتگرال گیری به صورت عددی

انتکرال گیری به روش مونت کارلو

حل معادلات دیفرانسیل معمولی

حل معادلات دیفرانسیل جزیی

جبر خطی بردارها و ماتریسها

پرتابه

آونگ دوگانه متصل به نخ

آونگ دوگانه متصل به فنر

محاسبه میدان الکتریکی یک توزیع بار دلخواه با استفاده از قانون کولمب در یک نقطه دلخواه در فضا

محاسبه میدان مغناطیسی یک توزیع جریان دلخواه با استفاده از قانون بیوساوار در یک نقطه دلخواه در فضا

تبدیلات فوریه

جمع اندازه جرکت زاویه ای

معادله شرودینگر مستقل از زمان

معادله شرودینگر وابسته به زمان

مدل آیزینگ

محاسبه گشتاور لختی

معادله لاگرانژ و حرکت فرفره

حل معادله لاپلاس

مدل سازی سرایت ویروس کرونا

محاسبات موازی

یادگیری ماشین شامل رگراسیون، شبکه های عصبی یا هوش مصنوعی