Harald Wiedemann – författare
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In diesem Buch führt der Autor den Leser in die faszinierende Welt der numerischen Physik ein. Anhand einer Vielzahl von Beispielen aus den Bereichen Mechanik, Elektrodynamik, Optik, Statistischer Physik und Quantenmechanik werden nicht nur die wichtigsten Techniken dargestellt, sondern auch aufgezeigt, daß mittels Numerik neue Einblicke ermöglicht werden, die konventionelle Zugänge nicht bieten.
Auf extras.springer.com finden sich neben allen Quelltexten zu den Programmen im Buchtext eine Zusammenstellung frei verfügbarer Software, die sowohl dem Windows-Anwender als auch dem Linux-Freund alle Werkzeuge an die Hand gibt, die er zur Bearbeitung anspruchsvoller physikalischer Fragestellungen benötigt - von Compilern über Numerikbibliotheken bis hin zu Visualisierungstools.
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Dieses Lehrbuch stellt die Numerische Physik anhand einer Vielzahl von Beispielen aus den Bereichen Mechanik, Elektrodynamik, Optik, Statistischer Physik und Quantenmechanik dar. Der Leser lernt hier nicht nur die wichtigsten numerischen Techniken in der Programmiersprache C++ kennen, sondern erhält auch neue Einblicke in die Physik, die konventionelle Zugänge nicht bieten. Das Werk schließt damit eine Lücke zwischen den Standardlehrbüchern der Theoretischen Physik und denen der reinen Programmierung.
Zu jedem der physikalischen Themen gibt es eine kurze Wiederholung des theoretischen Hintergrunds und anschließend werden ausgewählte Beispiele im Detail ausgearbeitet. Übungen am Ende des Kapitels bieten weitere Gelegenheit die Anwendungen des Gelernten zu vertiefen.
Das Buch richtet sich vornehmlich an Physikstudierende höherer Semester, die bereits über eine Basis in Theoretischer Physik verfügen und auch Grundkenntnisse in der Programmierung in C++ mitbringen.
Auf der Produktseite zum Buch auf springer.com finden sich alle Quelltexte zu den Programmen im Buchtext zum Download. Im Anhang erhalten Sie eine Zusammenstellung und Erläuterung frei verfügbarer Software, die sowohl dem Windows-Anwender als auch dem Linux-Freund alle Werkzeuge an die Hand gibt, die er zur Bearbeitung anspruchsvoller physikalischer Fragestellungen benötigt - von Compilern über numerische Bibliotheken bis hin zu Visualisierungstools.
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Dieses Lehrbuch bietet eine Einführung in die numerische Physik anhand von physikalischen Fragestellungen aus den Grundgebieten der Theoretischen Physik im Bachelorstudium und lädt ein, in Python mit den vorkommenden Problemparametern zu experimentieren.
Besonderheiten:
Der Streifzug durch die computergestützte Physik wiederholt jeweils den theoretischen Hintergrund, bevor das Programmieren im Vordergrund steht und schließt mit Übungen ab. Studierende können so Gelerntes im Grundstudium vertiefen. Für Lehrende ist dieses Buch eine vielfältige Quelle für Ergänzungen Ihrer Vorlesungen. Alle besprochenen Programme stehen zum Download bereit.
Der Inhalt
1. Erste Schritte mit Python und Jupyter-Notebooks - 2. Mechanik von Punktmassen - 3. Elektrodynamik und Optik - 4. Statistische Physik - 5. Quantenmechanik - 6. Praktische Aspekte von Python
Die Zielgruppe:
Physikstudierende sollten dieses Buch als Begleiter im Bachelorstudium nutzen. Lehrende können die Möglichkeiten der Simulation physikalischer Systeme zeigen. Ebenso profitieren Studierende der Ingenieurwissenschaften, der Informatik und einfach alle mit Interesse an computergestützter Physik von den vielfältigen Beispielen - egal ob im Bachelor, Master oder darüber hinaus.
Vorkenntnisse:
Grundkenntnisse in der Programmierung in Python werden vorausgesetzt. Ebenso sollte die thematisierte Physik aus der entsprechenden Vorlesung oder einem Lehrbuch prinzipiell bekannt sein.