Javier M. Hernández: Docencia

Física Computacional II

(Primavera 2014, Lic. en Física, FCFM)

OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO:

Este curso tiene como objetivos: generar los conocimientos y habilidades necesarias para el uso de la computadora en la resolución de problemas de Física, así como representar de forma matemática y computacional los conceptos y leyes de la física.

  • CONTENIDO Y ESQUEMA DEL CURSO:

    1. Inducción al curso
      • El uso y abuso de las computadoras
      • Como sumar
      • Python
      • Paqueterías científicas
    2. Oscilaciones Mecánicas en el Espacio Fase
      • Oscilador Armónico
      • Oscilador Forzado. Atractor
      • Oscilador Amortiguado. Atractor y Puntos Fijos
      • Modelo del clima de Lorenz. Caos
      • Oscilaciones de Rossler. Atractor
    3. Estadística y Simulación
      • Estimación de magnitudes (π, volúmenes, integrales, etc.)
      • Procesos físicos (gas ideal, difusión Ehrenfest)
      • Movimiento Browniano. Cálculo del coeficiente de Difusión. Correlaciones
      • Caminatas deterministas. Procesos irreversibles
      • Principios de Dinámica Molecular y Montecarlo
    El desglose temporal de los temas se encuentra en el calendario del curso.

    Observaciones

    Noten que la resolución de problemas y los proyectos representa una parte esencial del curso. Los ejercicios serán, en algunos casos, largos o díficiles. El entendimiento viene junto con un manejo competente en la resolución de los problemas. Todos ellos deberán ser resueltos ... o al menos ser intentados. Usen las horas fuera de clase para verme cuando tengan algún problema en específico. Ver el horario de asesorías presenciales o comuníquense via email.

    Los invito a que se reunan en grupos para estudiar, discutir, argumentar y dominar los ejercicios. Sin embargo ESPERO que cada UNO escriba sus soluciones por separado, mostrando su entendimiento propio mediante la explicación detallada de los métodos de resolución de cada problema.

    LECTURAS y Miniquizzes

    TAREAS

    CRITERIOS DE EVALUACIÓN

    Dado en nivel de la carrera de los alumnos de este curso, así como el tipo de materia que estaremos tratando, trabajaremos a base de proyectos.

    Los proyectos involucrarán programación y exploración, usualmente hecho con programas propios o con modificación de programas ya hechos. A fin de cumplir con el trabajo cada proyecto, en lo mas extenso que sea posible, deberán describir en sus propias palabras los cinco elementos mayores (úselos como encabezados):

    1. Formalismo (La(s) ecuación(es) que están tratando de resolver o simular, las matemáticas)
    2. Algoritmos (El algoritmo usado, el método numérico utilizado)
    3. Código (Listado del código modificado que han usado, preferiblemente un link a él)
    4. Resultados (Los resultados editados; preferiblemente visualización: gráficas, tablas, etc.)
    5. Análisis crítico (Qué han aprendido o no?, están convencidos? cómo se podría hacer mejor?)
    • Proyectos: 70 %. La calificación de cada proyecto se dará en cuánto hayan cumplido con cada uno de los puntos 1-5 anteriores;
    • Asistencia y participación en clase: 15 %;
    • Lecturas y miniquizzes: 15 %

    BIBLIOGRAFÍA

    Básica
    • Computational Physics, Rubin H. Landau et. al., John Wiley & Sons, 2007.
    • Numerical Methods in Enginering with Python, Jaan Kiusalaas, Cambridge University Press, 2005. El primer capítulo es útil para recordar/aprender python.
    • Introduction to Computational Physics, Tao Pang, Cambridge Unv. Press, 2006. (**)
    • A Primer on Scientific Programming with Python, H. P. Langtangen, Springer, 2009.
    • Computational Physics, D. Karlen, Notas de clase, Carleton Univ.
    (**) En la Biblioteca Nicolás Copernico.

    Antología

    Por si necesitan un resumen/recordatorio de linux, shell, gnuplot, latex y python.

    En algunos ubuntu's hay problemas para ejecutar visual python. Los problemas en sí son una mezcla de conflictos/fallas de la tarjeta gráfica con ubuntu mismo. Para algunos casos, una posible solución es instalar el paquete libgtkglext1. Imagen de Lubuntu 12.04 para vmware.

  • The principle of science, the definition almost, is the following: The test of all knowledge is experiment. Experiment is the sole judge of scientific truth. But what is the source of knowledge? Where do the laws that are to be tested come from? Experiment, itself, helps to produce these laws, in the sense that it gives us hints. But also needed is imagination to create from these hints the great generalizations to guess at the wonderful, simple, but very strange patterns beneath them all. and then to experiment to check again whether we made the right guess.

    Richard Feynman

    Última revisión: 23/06/2014, javierh en {fcfm.buap.mx} , Puebla, Pue. México