FYSS5350 Fysiikan numeeriset sovellukset (5 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti, suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Kuvaus

  • Fysiikan ilmiöiden mallintaminen ja tietokonesimuloinnit

  • tavallisten ja osittaisdifferentiaaliyhtälöiden numeerinen ratkaiseminen

  • klassinen ja kvanttimekaaninen molekyylidynaaminen simulointi

  • tapahtumapohjaiset Monte Carlo -menetelmät ja kvantti-Monte Carlo -menetelmät.  

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • käyttää differenssi- ja elementtimenetelmiä fysiikan numeeristen ongelmia ratkaisemiseen

  • soveltaa molekyylidynamiikkaa jonkin klassisen systeemin simuloimiseen sekä kertoa voimakenttämolekyylidynamiikan idean ja yleisesti käytetyt tietokoneohjelmistot

  • tehdä tietokoneohjelman, jolla simuloidaan yksinkertaisia kemiallisia reaktioita käyttäen tapahtumapohjaista Monte Carlo -menetelmää

  • laskea Kvantti Monte Carlo -menetelmällä atomien perustilan ominaisuuksia sekä polkuintegraali Monte Carlo -menetelmällä harmonisen oskillaattorin äärellisen lämpötilan ominaisuudet 

Esitietojen kuvaus

FYSA2010 Sähkömagnetismi ja FYSA2020 Mekaniikka.

Oppimateriaalit

  • Luentomoniste

  • Esimerkkiohjelmat, kielinä Python, Julia ja C++ 

  • Tieteellisiä artikkeleita

Suoritustavat

Tapa 1

Arviointiperusteet:
Hyväksyttävästi suoritetut harjoitustehtävät; arvosana valittujen tehtävien vaativuuden perusteella.
Opetusajankohta:
Periodi 1
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille suoritustapa 1 ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Hyväksytysti suoritettu projekti; arvosana projektin vaativuuden perusteella.
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (5 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Hyväksytysti suoritetut harjoitustehtävät; arvosana valittujen tehtävien vaativuuden perusteella.
Suorituskieli:
englanti, suomi
Työskentelytavat:

Luennot, harjoitustehtävät. 

Ei julkaistua opetusta
x

Itsenäinen työskentely (5 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Hyväksytysti suoritettu projekti; arvosana projektin vaativuuden perusteella.
Suorituskieli:
englanti, suomi
Työskentelytavat:

Sovitaan oma projekti, jonka aihe ja vaikeustaso vastaa harjoitustehtäviä.  

Opetus