Kmity, vlny, optika: Simulace tlumených, nucených, spřažených kmitů, nelineárních oscilací, vlnění, lomu, odrazu, interference. Numerické stanovení grupové rychlosti. Simulace šíření záření v prostředí se spojitě měnícím se indexem lomu. Optimalizace optických centrovaných soustav, numerické simulace optických vad. Termodynamika: Numerické aplikace vztahů mezi termodynamickými veličinami a jejich aplikace na data z počítačových simulací, experimentů, tabulek, stavových rovnic pro reálné látky. Numerické výpočty termodynamických potenciálů, práce, tepla a účinnosti tepelných strojů. Chemické potenciály, fázové rovnováhy, fázové diagramy ze stavových rovnic reálných látek a experimentálních dat. Statistická fyzika: Simulace pohybu reprezentačních bodů ve fázovém prostoru, numerické ověření a vizualizace Liouvilleova teorému, numerické nalezení kanonického rozdělení a Boltmzannovy statistiky, numerické určení statistik v malých konečných soustavách, studium přesnosti kvaziklasické aproximace v různých soustavách za nízkých teplot, numerické řešení záření v dutině absolutně černého tělesa, tepelné kapacity dvouatomárního ideálního plynu, termodynamické vlastnosti nelineárního oscilátoru. Výpočty viriálních koeficientů. Teorie elektromagnetického pole: Numerické aplikace multipólového rozvoje, numerická řešení Maxwellových rovnic v jednoduchých soustavách, výpočet energie, hybnosti a tok energie elektromagnetického pole, vizualizace elektromagnetického pole.
|
Kurz rozvíjí schopnosti studentů samostatně analyzovat problémy, navrhovat jejich řešení pomocí počítačových metod, řešení realizovat, analyzovat výsledky a vypracovávat kvalitní protokoly. Úlohy budou voleny tak, aby si studenti při jejich řešení zároveň připomínali znalosti, které nabyli v předchozích kurzech fyziky, numerické matematiky, počítačového modelování, počítačových metod a programování v navazujícím bakalářském a magisterském studiu. Každý týden budou studentům zadány úlohy s cílem připomenout znalosti z následujících oblastí fyziky. Konkrétní úlohy budou průběžně aktualizovány a vždy voleny tak, aby studenti museli hledat vždy unikátní řešení:
|