Physik auf dem Computer SS 2012
- Typ
- Vorlesung (3 SWS) und Übungen (2 SWS)
- Dozenten
- JP Dr. Axel Arnold und Dr. Olaf Lenz
- Sprache
- Deutsch
- Zeit und Ort
- jeden Mittwoch 9:45-11:15, Pfaffenwaldring 57, HS 57.05
- jeden zweiten Freitag 9:45-11:15, Pfaffenwaldring 57, HS 57.06.
- Vorlesungstermine Freitag: 20.4. (verlegt), 27.4., 11.5., 25.5., 8.6., 22.6., 6.7.
Vorlesung
- Das Skript zur Vorlesung findet sich
hier (Kapitel 1-7, Stand 12.6.) (3.24 MB)
und wird fortlaufend erweitert und aktualisiert.
- Die Quellen zur Vorlesung finden sich jetzt auch auf GitHub. Ich wäre sehr dankbar, Patches für Tipp- und andere Fehler zu bekommen! Ansonsten ist die Vorlesung als CC-by-sa lizensiert.
Vortragsfolien vom 18.4.: Wiederholung Python und NumPy (768 KB)
Vortragsfolien aus der Vorlesung Computergrundlagen WS 2011/2012: Einführung in die Programmiersprache C (647 KB)
Vortragsfolien vom 20.4.: Cython (398 KB)
Übungen
Übungszeiten und Tutoren
Übungszeiten:
- Dienstag, 15:45 - 17:15 bei Florian Fahrenberger
- Dienstag, 15:45 - 17:15 bei Dominic Röhm
- Mittwoch, 15:45 - 17:15 bei Olaf Lenz
Wenn Ihr Fragen zu den Übungen habt wendet Euch an Eure Übungsleiter. Bei allgemeinen Fragen zu den Übungen wendet Euch an Olaf Lenz.
Übungsblätter
Übungsblatt 9: Zufallszahlen
- Abgabe Montag, 25.6., 13:00
Übungsblatt 9 (219 KB)
Archiv mit der Datei
random.npy
(3.59 MB)
Übungsblatt 8: Integration
- Abgabe Montag, 18.6., 13:00
Übungsblatt 8 (217 KB)
Enthält die Funktion zur Berechnung der Kugelgeschwindigkeit (397 bytes)
Übungsblatt 7: Nullstellen, numerische Differentiation und Integration
- Abgabe Montag, 11.6., 13:00
Übungsblatt 7 (229 KB)
Pythonskript
find_roots.py
zu Aufgabe 7.1 und 7.2 (3 KB)Beschreibung der Integration eines Fadenpendels (127 KB)
Musterlösung für das Pythonskript zur Nullstellensuche
find_roots.py
(4 KB)Musterlösung für das Pythonskript zur Integration (872 bytes)
Übungsblatt 6: Nullstellensuche
- Abgabe Montag, 4.6., 13:00
Übungsblatt 6 (218 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur Nullstellensuche (3 KB)
Übungsblatt 5: Signalverarbeitung und Datenanalyse
- Abgabe Montag, 21.5., 13:00
Übungsblatt 5 (396 KB)
Archiv mit den Dateien
radar.npy
undsimulation.npy
(155 KB)Musterlösung für das Python-Programm zur Verarbeitung des Radarsignals (1 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur Verarbeitung der Simulationsdaten (829 bytes)
Übungsblatt 4: Fouriertransformation
- Abgabe Montag, 14.5., 13:00
Übungsblatt 4 (207 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur Fouriertransformation mit NumPy (810 bytes)
Musterlösung für das Python-Programm zur diskreten Fouriertransformation (1 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur schnellen Fouriertransformation (2 KB)
Musterlösung des Timingplots (11 KB)
Übungsblatt 3: Taylorreihe und Polynominterpolation
- Abgabe Montag, 7.5., 13:00
Übungsblatt 3 (217 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur Taylorentwicklung (2 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur Lagrangeinterpolation mit NumPy (2 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur Polynominterpolation mit dem Neville-Aitken-Schema (2 KB)
Musterlösung für das Python-Programm zur Polynominterpolation mit Chebyshev-Stützstellen (2 KB)
Übungsblatt 2: Gaußelimination
- Abgabe Montag, 30.4., 13:00
Übungsblatt 2 (172 KB)
Vorlage für das Python-Programm
gauss.py
(1 KB)Musterlösung für das Python-Programm zur Gaußelimination (4 KB)
Übungsblatt 1: Wiederholung Python und C
Wegen der fehlenden Accounts ist die Abgabe von Blatt 1 bis Montag, 23.4. verlängert!
- Abgabe Montag, 23.4., 13:00
Übungsblatt 1 (266 KB)
Vorlage für das C-Programm
pendel.c
(822 bytes)Vorlage für das Python-Programm
pendel.py
(2 KB)Musterlösung für das C-Programm aus Aufgabe 1.2 (1 KB)
Musterlösung für das Python-Programm aus Aufgabe 1.3 (3 KB)
Allgemeine Bemerkungen
- Die Übungen finden jeweils in den CIP-Pools im Untergeschoss des ICP (Pfaffenwaldring 27) statt.
- Um zur Prüfung zugelassen zu werden, sind insgesamt 50% der Punkte aus den Übungen notwendig.
- Die Übungen sollen i. d. R. in Gruppen von zwei oder drei Leuten bearbeitet werden.
- Wir gehen davon aus, dass die Übungen in den CIP-Pools bearbeitet werden. Diese sind mit Hilfe des Logins und Passworts jederzeit zugänglich (ausser nachts und am Wochenende).
- Trotzdem werden wir versuchen, alle dafür benötigten Materialien hier auf der Homepage bereitzustellen. Wer also selbst ein Unix/Linux-Betriebssystem zu Hause installiert hat, kann die Übungen im Prinzip auch dort erledigen. Das bedeutet aber ausdrücklich nicht, dass Ihr die Übungen dann alleine macht!
- Wer möchte, kann Linux übrigens auch auf dem eigenen Computer ausprobieren und dann auch installieren (ohne deswegen Windows löschen zu müssen). Tipps dazu gibt es weiter unten.
GNU/Linux auf dem eigenen Rechner
Wer ein Unix-Betriebssystem auf dem eigenen Computer ausprobieren will, der hat verschiedene Möglichkeiten.
- Die Übungsleiter können Euch dabei - in begrenztem Umfang - weiterhelfen.
- Die verschiedenen unten vorgestellten Distributionen bieten alle sogenannte "Live-CDs" an. Diese kann man einfach in den eigenen Rechner einlegen und den Rechner neu starten. Er lädt dann das Betriebssystem, ohne dabei die Festplatte zu verändern! Das ist also völlig ohne Risiko.
- Wer GNU/Linux auf dem eigenen Rechner installieren möchte, kann das problemlos tun, ohne dabei Windows löschen zu müssen. Es muss lediglich Platz auf der Festplatte frei sein. Auch dazu können die LiveCDs verwendet werden.
Die folgenden Distributionen können wir empfehlen:
- Ubuntu - Gilt als sehr benutzerfreundliche Distribution, ist einfach zu installieren. Verwendet den GNOME-Desktop (Grafische Benutzeroberfläche).
- Kubuntu - Dasselbe wie Ubuntu, aber mit dem KDE-Desktop.
- Xubuntu - Ubuntu mit XFCE-Desktop. Weniger bunt und animiert, aber dafür auch auf langsamen Netbooks recht flott.
- OpenSuse - Benutzerfreundliche Linuxdistribution. Stammt ursprünglich aus Deutschland, deswegen in Deutschland relativ weit verbreitet. Bietet wahlweise KDE oder GNOME (oder auch andere Alternativen).