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Computerorientierte Theoretische Physik
Lehrveranstaltung 3233 L 550 und 3233 L 551 im Wintersemester 2019/20
Dozent: Dr. Marten Richter
Vorlesung: (Beginn 15.10.)
Di 12:15-13:45 (EW
731)
Do 14:15-15:45 (EW 733)
Übung: (Beginn 24.10.)
Do 10:15-11:45
(meist im PC Pool, sonst ER 164)
When attending this course 9 credit points within the ECTS system can be obtained.
Der Kurs kann über das Modul Spezielle Themen der Theoretischen
Physik [1] eingebracht werden.
Vorraussetzung ist der Erwerb
eines Übungsscheins.
Inhalt
Die
Vorlesung bietet einen Überblick über verschiedene numerische
Methoden um Probleme der modernen theoretische Physik zu lösen.
Dabei werden sowohl die Rechnerarchitekturen, Algorithmen besprochen
als auch die Herleitung der grundsätzlichen physikalischen
Fragestellungen z.B. der Quantenmechanik, die als Beispiel besprochen
werden. Alle numerischen Verfahren/Probleme werden nach
Möglichkeit an einem fortgeschrittenen Beispiel der Physik
illlustiert. Es wechseln sich dabei Vorlesungen zur physikalischen
Anwendung und zu numerischen Methoden ab. Flankiert werden die
Vorlesungen durch Übungen, die meist praktisch die Lösung von
numerischen Problem beinhalten aber auch vorbereitende Analytik.
Viele der Übungen werden im PC-POOL stattfinden, in dem konkret
Teile der Übungsaufgaben in der Übung gelöst werden.
Themen werden voraussichtlich beinhalten:
- Rechnerarchitekturen
- Lineare Algebra für parallele Programmierung,
- Finite Differenzenverfahren
- Exziton-, Trionzustände
- Iterationsverfahren. Krylov Unterräume/Lanczos Verfahren für Eigenwertprobleme
- Quantenchemie: Basissysteme
- Configurationsinteraktionsmethode,
- Dichtefunktionaltheorie
- Born-Oppenheimernäherung
- Optimierungsprobleme,
- Zeitliche Dynamik: Dichtematrixtheorie, Blochgleichungen Zeitsolver
- Vielteilchendynamik, Korrelationsentwicklung und Coulombstreuung
- Berechnung von Spektren
- Fourier- Transformation (DFT; FFT),
- Harmonische Inversion,
- Tensor-Netzwerkmethoden:
- insbesondere Singulärwertzerlegung,
- Matrix-Produktzustände
- Matrix-Produkt-Operatoren
- DMRG
- Zeitpropagation.
Online Anmeldung für die Übung
Die
Tutorieneinteilung und Scheinvergabe zu der Vorlesung
"Computerorientierte Theoretische Physik" erfolgt
im Wintersemester 2019/20 über das Moseskontosystem
[2] bis Mittwoch 16.10.2019 18:00 Uhr. Eine spätere
Anmeldung ist nicht möglich.
Übung und Scheinkriterien
Die Übungen werden meist im PC-POOL durchgeführt. Immer wird die Lösung direkt in der Übung korrigiert und reflektiert.
Für das Thema der Vorlesung ist selbstständiges Lernen essentiel für den Lernfortschritt, daher werden viele Übungsaufgaben projektartig formuliert, was eigenständige Recherche und teilweise eigene Formulierung der Aufgabenstellung erfordert.
Jede Übungssektion gliedert sich in drei Aufgabenbereiche: 1. Recherche und Vorbereitung für die Übung (dies muss vor der Übung erledigt werden und wird in der Übung vorgestellt), 2. Arbeit an der Übungsaufgabe in der Übung und Fertigstellen der Übungsaufgaben nach der Übung.
Jeder dieser Aufgabenbereiche wird wie folgt bewertet: 0 Punkte
(nicht bearbeitet), 1 Punkt (Bearbeitung nur rudimentär), 2 Punkte
(Alles ausführlich, sorgfältig und zufriedenstellend bearbeitet), 3
Punkte (Super und vorbildliche Bearbeitung, Bonuspunktfall wird nur
sehr selten vergeben < 5%). Bei einer Bewertung mit nur einem
Punkt, kann noch nachgearbeitet werden um 2 Punkte zu erreichen.
Die Übungssektionen werden dabei mit der Anzahl der Übungen, die
Sie beinhalten gewichtet.
Für den Erwerb eines Übungsscheins
müssen 50 % der Punkte erreicht werden (entspricht etwa 80 % bei der
in der Regel zu erreichenden Bewertung mit 2 Punkten) und eine
Präsentation am Ende des Semesters erfolgreich durchgeführt
werden.
Die Bearbeitung der Übungen findet in Gruppen statt, die Gruppengröße wird am Anfang der Vorlesung festgelegt. Zur Bewertung der Übung bitte folgendes Bewertungsblatt [3] verwenden.
Übungssektionen
(Die Computerfachbegriffe, die in den Übungen vorkommen, werden vorher in Vorlesung und Übung erläutert, dies sollte niemanden abschrecken).
1. Übungssektion [4]
2. Übungssektion [5]
3. Übungssektion [6]
4. Übungssektion [7]
5. Übungssektion [8]
6. Übungssektion [9]
Die Präsentationen der Übungsergebnisse finden in der letzten Semesterwoche Di und Do in der Vorlesung statt.
Sprechzeiten
Name | Telefon | Raum | Email | Sprechstunde |
---|---|---|---|---|
Dr. Marten
Richter | 314-24858 | EW
710 | mrichter@itp.tu-berlin.de | Mo 14-15
Uhr EW 206 |
system/bolognamodule/beschreibung/anzeigen.html?number=
20618&version=1&sprache=1
/WS19_20/CompOriTheo/bewertungsblatt.pdf
/WS19_20/CompOriTheo/uebung01.pdf
/WS19_20/CompOriTheo/uebung02.pdf
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