Computational Physics

Etter å ha fullført emnet:

• behersker du grunnleggende C++-programmering for anvendelse på numeriske problemer, samt bruk av git for versjonskontroll.
• kan du kommunisere numerisk arbeid gjennom å produsere en grundig vitenskaplig rapport, skrevet i LaTeX, med tilhørende visualiseringer og programkode.
• kan du anvende en rekke numeriske metoder for egenverdiproblemer og matriseoperasjoner, ordinære og partielle differensiallikninger, integrasjon og simulering av stokastiske systemer. Blant metodene som dekkes er LU-dekomponering, Verlet-algoritmen, Runge-Kutta-metoder, Crank-Nicolson-metoden, Gaussisk kvadratur, Monte Carlo-metoder, Markov-kjeder og Metropolis-algoritmen.
• kan du gjøre rede for styrkene og svakhetene til overnevnte numeriske metoder.
• har du grunnleggende kunnskap om optimalisering og parallelisering av kode.
• har du kjennskap til anvendelser av numeriske metoder i ulike grener av naturvitenskap.

• INF1000 eller IN1000
• INF1100
• IN1900
• FYS-MEK1110 eller FYS1100
• MAT1100
• MAT1110
• MAT1120

I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav:

En av disse:

• Matematikk R1
• Matematikk (S1+S2)

Og en av disse:

• Matematikk (R1+R2)
• Fysikk (1+2)
• Kjemi (1+2)
• Biologi (1+2)
• Informasjonsteknologi (1+2)
• Geofag (1+2)
• Teknologi og forskningslære (1+2)

De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter. Les mer om spesielle opptakskrav.

I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav.

Du må ha:

• Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2) + R2

Og en av disse:

• Fysikk (1+2)
• Kjemi (1+2)
• Biologi (1+2)
• Informasjonsteknologi (1+2)
• Geofag (1+2)
• Teknologi og forskningslære (1+2)

De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter.

Emnet går over et helt semester med 6 timer undervisning per uke.

• 4 timer forelesning
• 2 timer data-lab

Emnet inkluderer to obligatoriske oppgaver, som må være godkjent før avsluttende eksamen.

Se reglement for obligatoriske aktiviteter.

• To hjemmeeksamener der den første teller 20% og den andre teller 40% ved sensurering. Alle eksamensdelene må leveres for å få karakter i emnet.
• Avsluttende skriftlig eksamen som teller 40% ved sensurering.

Ved oppgaveskriving må du gjøre deg kjent med reglene for kildebruk og referanser. Ved brudd på reglene kan du bli mistenkt for forsøk på fusk.

Dette emnet har obligatoriske oppgaver som må være godkjent før avsluttende eksamen.

Som eksamensforsøk i dette emnet teller også forsøk i følgende tilsvarende emner: FYS4150

Avsluttende eksamen:

• Godkjent kalkulator
• K. Rottmann: "Matematisk formelsamling"
• Ett håndskrevet A4-ark (begge sider) med egne notater

I dette emnet tilbys det ikke utsatt eksamen for eksamenskandidater som er syke før eksamen eller som blir syke under eksamen. Det kan tilbys utsatt innleveringsfrist.

Sykdommen må dokumenteres med legeattest datert senest på ordinær innleveringsdato. Du må levere legeattesten til emnets kontaktpunkt innen innleveringsfristen for hjemmeeksamen.

Det tilbys ikke ny eksamen til kandidater som trekker seg eller ikke består ordinær eksamen.

Du kan be om begrunnelse for eksamenskarakterene, og du kan klage over karakterfastsettingen eller over formelle feil ved eksamen. Les mer om begrunnelse og klage.

Evaluering av emnet

Tilbakemelding fra studentene våre er avgjørende for at vi skal kunne tilby best mulige emner og studieprogrammer. Vi gjennomfører fortløpende evaluering av dette emnet, og med jevne mellomrom ber vi studentene delta i en mer omfattende, periodisk evaluering av emnet.

• 10 studiepoeng overlapp med FYS4150

Basic Syllabus

The syllabus for this course consists of the lecture notes on the webpage (chapters 2-15) and 5 compulsory projects. The last project will be graded and counts 50% of the final mark. A final written exam which counts 50% is also part of the total evaluation.

1) Monte Carlo methods in physics (Lecture notes chapters 12 and 13)

2) Partial differential equations (Lecture notes chapter 10)

3) Ordinary differential equations (Lecture notes chapter 8)

4) Numerical integration, standard methods and Monte Carlo methods (Lecture notes chapters 5.1-5.5 and 11)

5) Linear algebra and eigenvalue problems. (Lecture notes chapters 6 and 7)

The first four projects have to be handed in at the deadline and get the mark passed (marks for the projects are passed/not passed only). Project 5 is part of the final evaluation and counts 50% of the final mark. The deadline for project 5 is December 11. All of the first four projects have to be approved.

A good text that can be used (with more math plus much material on parallelization) is 'Parallel Scientific Computing in C++ and MPI', of Karniadakis and Kirby III, Cambridge. Follow this link

Our lectures are also not so different from Rubin Landau's text, with Paez and Bordeianu, 'A survey of Computational Physics', see the link

Additional literature

In addition we recommend highly the texts on Numerical Recipes in C++ or Fortran90 by Press et al. The C, F77 and Fortran90 can be downloaded down for free, follow the links at Numerical Recipes

The program library in C++ and Fortran2008 used in this course is a rewritten version of the Numerical Recipes codes.

En student som har en funksjonshemning og/eller kroniske eller akutte helseproblemer som fører til vesentlige ulemper i eksamenssituasjonen i forhold til andre studenter, kan søke om tilrettelegging ved eksamen. Mødre som ammer kan søke om tilleggstid på eksamen.