Dades generals |
Nom de l'assignatura: Física Computacional
Codi de l'assignatura: 360594
Curs acadèmic: 2021-2022
Coordinació: Bruno Julia Diaz
Departament: Departament de Física Quàntica i Astrofísica
Crèdits: 6
Programa únic: S
Hores estimades de dedicació |
Hores totals 150 |
Activitats presencials i/o no presencials |
67 |
(El grau de presencialitat de les activitats docents i avaluatives es pot veure modificat en funció de les restriccions derivades de la crisi sanitària. Si fos el cas, qualsevol modificació serà oportunament informada a l’alumnat a través dels canals habituals.) |
- Teoria |
Presencial i no presencial |
30 |
|||
- Teoricopràctica |
Presencial i no presencial |
15 |
|||
- Pràctiques d'ordinadors |
Presencial i no presencial |
22 |
Aprenentatge autònom |
83 |
Recomanacions |
Es recomana haver superat les assignatures següents: |
Competències que es desenvolupen |
- |
Capacitat creativa. (Avaluació: la qualificació d’aquesta competència és la mitjana de les obtingudes en els informes de pràctiques de l’assignatura.) |
- |
Destreses informàtiques: ser capaç d'utilitzar i de programar un ordinador per resoldre problemes relacionats amb la física. (Avaluació: la qualificació d’aquesta competència és la mateixa que la qualificació final de l’assignatura.) |
Objectius d'aprenentatge |
Referits a coneixements
L’objectiu general de l’assignatura és adquirir destresa en l’ús d’eines computacionals per solucionar problemes concrets i senzills de diferents camps de la física. |
Blocs temàtics |
1.
Sistemes operatius i llenguatges de programació
1.1. El sistema operatiu UNIX-LINUX
Compilador, objecte, biblioteques i executables
1.2. El llenguatge Fortran
Programes, subrutines, funcions i blocs de dades. Constants, variables, matrius, vectors i operacions aritmètiques. Expressions relacionals i seqüències de control. Unitats d’entrada i sortida: formats
1.3. Eines de visualització i de generació de documents científics
Representadors gràfics (gnuplot) i processadors de textos (LaTeX, Libre Office)
2. Interpolació i arrels de funcions
2.1. Interpolació. Polinomis de Lagrange
2.2. Algorismes per trobar zeros de funcions
Mètode de la bisecció. Mètode de la falsa posició. Mètode de Newton-Raphson. Mètode de la secant
3. Integració numèrica
3.1. Integrals simples
3.2. Trapezis i correccions
3.3. Simpson
3.4. Mètode de Romberg
3.5. Quadratures de Gauss-Legendre
3.6. Mètodes adaptatius
3.7. Integrals dobles
4. Números aleatoris i integració de Montecarlo
4.1. Variables aleatòries. Distribucions de probabilitat
4.2. Generadors de números aleatoris, sorteig de variables aleatòries
4.3. Integració de Montecarlo
5. Equacions diferencials ordinàries
5.1. Exemples d’equacions i sistemes d’equacions en la física
5.2. Mètodes d’Euler i de Runge-Kutta
5.3. Mètodes de diferències finites
5.4. Trajectòries de partícules clàssiques
6. Equacions diferencials en derivades parcials
6.1. Equacions diferencials en derivades parcials més freqüents en la física
6.2. Classificació de les equacions en derivades parcials
6.3. Algorismes d’integració per diferències finites
6.4. Exemples: equació de Laplace, ones en una corda, difusió de la calor
Metodologia i activitats formatives |
L’assignatura s’estructura en tres tipus d’activitats: |
Avaluació acreditativa dels aprenentatges |
L’avaluació de l’assignatura es basa en els informes de pràctiques i en un examen final.
L’examen final es fa en la data fixada pel Consell d’Estudis. Consta de dues parts, entre les quals es fa una pausa d’entre 15 i 30 minuts.
Si se superen els requisits indicats, la qualificació final és la mitjana de la qualificació dels informes de les pràctiques (50 %) i la de l’examen final (50 %). La participació i l’actitud a les classes pot repercutir en l’avaluació de l’assignatura. Reavaluació Consisteix en la repetició de l’examen final, que es fa en la data fixada pel Consell d’Estudis. Per superar l’assignatura, cal que es compleixin tots els requisits indicats en l’avaluació continuada. La qualificació nova substitueix l’antiga de l’examen final. Si es compleixen els requisits, la qualificació final és la mitjana entre la qualificació de les pràctiques que s’havia obtingut (50 %) i la nova qualificació en l’examen (50 %).
Avaluació única A principi de curs, i seguint els terminis i procediments que marca la regulació de la Facultat de Física, es pot fer una avaluació única. En aquest cas, per superar l’assignatura, s’han de complir els requisits següents:
L’examen final es fa en la data fixada pel Consell d’Estudis. Consta de dues parts, entre les quals es fa una pausa d’entre 15 i 30 minuts.
Si se superen els requisits indicats, la qualificació final és l’obtinguda en l’examen final. Reavaluació Consisteix en la repetició de l’examen final, que es fa en la data fixada pel Consell d’Estudis. Per superar l’assignatura, cal que es compleixin tots els requisits indicats en l’avaluació única. La qualificació nova substitueix l’antiga de l’examen final. |
Fonts d'informació bàsica |
Consulta de la disponibilitat al Cercabib
Llibre
Devries, Paul L. A first course in computational physics. Hoboken: Wiley, 1994.
Pàgina web
Morten Horth Jensen "Computational Physics", Lecture Notes Fall 2015