Javier M. Hernández: Docencia

Simulación de Sistemas Físicos

(Primavera 2022, Lic. en Física Aplicada, FCFM)

OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO:

Este curso tiene como objetivos: aplicar conocimientos y habilidades de métodos computacionales en los procedimientos aplicados 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. Conceptos Básicos
    • Introducción
    • Concepto de Sistemas
    • Simulación y construcción de modelos
    • Tipos de modelos matemáticos y ejemplos de sistemas
    • Análisis espectral clásico
    • Sistemas lineales
    • Analisis Dimensional
    • Analogias electromecanicas
  2. Métodos de diferencias finitas
    • Expansión en Series de Taylor
    • Diferencias finitas 1-D
    • Sistemas de ecuaciones lineales
    • Implementación del método de diferencias finitas para ecuaciones diferenciales
    • Implementación computacional del método de diferencias finitas
  3. Aplicaciones
    • Física Médica
    • Nanociencia y nanotecnología
    • Física y Tecnología de la Luz
    • Instrumentación y detectores de radiación
El desglose de los temas se encuentra en el programa oficial 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.

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

Esta materia en principio tiene una fuerte componente experimental computacional. Su cometido es presentarles diversos laboratorios de investigación, sus áreas y posibilidades. Sin embargo debido a la pandemia covid, y sus restricciones actuales, nos tendremos que quedar con sólo la componente teórica del curso.

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?)

BIBLIOGRAFÍA

Calificaciones (corregido)

BUAP

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: 22/05/2022, javierh en {fcfm.buap.mx}, Puebla, Pue. México