- 開講元
- 物理学系
- 担当教員名
- 板橋 健太
- 授業形態
- 講義 / 演習
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 火7-8(情報ネットワーク演習室) 金7-8(情報ネットワーク演習室)
- クラス
- -
- 科目コード
- PHY.L210
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2016年1月11日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
media
講義の概要とねらい
コンピューターという道具を使って物理学の研究を進める基礎知識と技術, 注意点等を課題の設定、解決を通じて教える.
実際のプログラミングを通じ、現代の推奨されるプログラミング作法を教える。その上で、物理学における計算機の役割の一端を担う、微分方程式の数値的な解法や、シミュレーション、初歩的なデータ解析の手法について講義する。
到達目標
【到達目標】現代物理学において実験・理論と並び主要な方法となっている数値的な手法の基礎を学び，実際のプログラム作成を通じて応用する力を身につける。 【テーマ】プログラミング言語、数値積分、微分方程式の数値解法、データ処理、モンテカルロシミュレーションといったテーマを扱う。
キーワード
プログラミング言語、数値積分、微分方程式の数値解法、データ処理、モンテカルロシミュレーション
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
各講義の1/3程度は、概念や必要知識等、講義のポイントとなる部分の解説にあてる。残り2/3 は実習にあてる
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | TSUBAMEを使う | TSUBAMEにログインし環境設定せよ。 |
| 第2回 | Unix/C言語入門 | C言語のプログラムを作成し実行せよ。 |
| 第3回 | 数値計算入門 円周率の数値計算 | arctangent の級数展開により円周率を求めよ。 |
| 第4回 | 数値計算入門 より良い収束性 | より良い収束性の級数により円周率を求めよ。 |
| 第5回 | 常微分方程式の数値解法 オイラー法 | オイラー法により常微分方程式を解け。 |
| 第6回 | 常微分方程式の数値解法 修正オイラー法 | 修正オイラー法に変更せよ。 |
| 第7回 | 常微分方程式の数値解法 ルンゲクッタ法 | ルンゲクッタにより二階の微分方程式を解け。 |
| 第8回 | 量子力学の数値解法 I | BLAS パッケージを使って行列問題を解け。 |
| 第9回 | 量子力学の数値解法 II | 任意のポテンシャル形状における波動関数を求めよ。 |
| 第10回 | 数値処理の精度と誤差 | 数値処理における誤差を考察せよ。 |
| 第11回 | モンテカルロシミュレーションI 乱数 | 乱数により面積を求めよ。 |
| 第12回 | モンテカルロシミュレーションII 可視化 | PGPlot を用いたプログラムを作成せよ |
| 第13回 | モンテカルロシミュレーションIII メトロポリス法 | メトロポリス法によりイジング模型の時間発展を実 |
| 第14回 | モンテカルロシミュレーションIV 物理量の導出 | イジング模型により物理量を測定せよ。 |
| 第15回 | データ解析 | データをフィットして、ピークの中心値、巾大きさを求めよ。 |
教科書
担当教員が配布するもの。
参考書、講義資料等
特に指定しない。
成績評価の基準及び方法
月一回程度のレポートによる
関連する科目
- PHY.Q207 ： 量子力学入門
- PHY.S301 ： 統計力学
- PHY.L201 ： 物理実験学
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
履修の条件を設けない。
