授業科目

計算物理学
Computational Physics 

担当者

准教授 川東 健
前 月2

単位

2

到達目標

 物理学の基本方程式を計算機によって数値的に解くことを通して物理学の理解を深め、またコンピュータを用いる実践的な物理学の手法を習得することを目標とする。

授業内容

 授業時間の3~4回分で、1テーマを行う。すなわち、各自プログラムをつくり、計算を実行し、それをレポートにまとめる。言語はJavaを使用する。プログラム作成の経験は問わないが、勉強する意欲は要求される。

授業計画

1.数値計算法の基礎1:数値微分
2.数値計算法の基礎2:数値積分
3.数値計算法の基礎3:方程式の数値解
4.数値計算法のプログラム作成演習
5.常微分方程式1:オイラー法
6.常微分方程式2:ルンゲ・クッタ法
7.常微分方程式3:その他の方法
8.常微分方程式のプログラム作成演習
9.物理学への応用1:空気抵抗下での落下運動1(モデルの解説)
10.物理学への応用1:空気抵抗下での落下運動2(数値計算手法の解説)
11.物理学への応用1:空気抵抗下での落下運動のプログラム作成演習
12.物理学への応用2:2重振り子1(モデルの解説)
13.物理学への応用2:2重振り子2(数値計算手法の解説)
14.物理学への応用2:2重振り子のプログラム作成演習

各回特に予習は必要としないが、復習については作成したプログラムのソースコードを読んで仕組みを理解しておくこと。

授業運営

 教室での講義を元にテーマ毎の課題についてプログラムを作成し、数値計算を行う。プログラムの作成については講義数回毎にワークステーションルームに移動して行う。本科目履修の前提となる科目として、力学・解析・プログラミング演習を想定している。

評価方法

合計4テーマの各課題についてのレポートで評価する。

オフィスアワー

月曜日午後、火曜日3限、木曜日午後、6-230(または6-121)にて対応する。
電子メール(ken@info.kanagawa-u.ac.jp)では随時対応する。

参考書

Steven E. Koonin『クーニン計算機物理学』[ 共立出版]

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