Computerphysik: Praktische Einf?hrung in computergest?tzte Physik mit C und Python sowie Numerik anhand von physikalischen Anwendungen

Physikalische Aufgaben mit dem Computer zu l?sen, ist eine zunehmend wichtige Kompetenz. Dieses Lehrbuch f?hrt Sie durch alle erforderlichen Schritte, beginnend bei den Grundlagen von Computern ?ber die Programmierung und Datenverarbeitung hin zu den numerischen Methoden bis zu konkreten physikbezogenen Projekten.

Besonderheiten:

Mit diesem Buch wird das Grundwissen f?r wissenschaftliches Arbeiten gelegt, denn Begrifflichkeiten wie Datenkompetenz und Forschungsdatenmanagement inklusive Open Science und Gute wissenschaftliche Praxis sind l?ngst nicht mehr aus der Wissenschaft wegzudenken. Kapitelweise wird das Erlernte mit vielen Beispielen, ?bungen mit L?sungen, digitalen Karteikarten sowie Online-Programmcodes verdeutlicht und auf bekannte Probleme der Physik angewandt.

Der Inhalt:

1. Einleitung - 2. Hard- und Software - 3. Datenspeicherung - 4. Arbeiten mit Linux - 5. Programmieren in C - 6. Programmieren in Python - 7. Wissenschaftliches Rechnen - 8. Arbeiten mit Daten - 9. Hochleistungsrechner - 10. Zahlendarstellung und Numerische Fehler - 11. Numerische Standardverfahren - 12. Numerik von gew?hnlichen Differenzialgleichungen - 13. Verfahren der linearen Algebra - 14. Zufallszahlen - 15. Der Oszillator - 16. Nichtlineare Dynamik - 17. Randwertprobleme - 18. Anfangswertprobleme - 19. Eigenwertprobleme - 20. Daten- und Signalanalyse - 21. Stochastische Methoden

Neuerungen:

In der 3. Auflage wurden alle Kapitel aktualisiert, teilweise erweitert und zwei neue zu Datenspeicherung und Datenverarbeitung erg?nzt. Kapitelweise wurden Flashcards und Jupyter Notebooks neu eingef?hrt.

Die Zielgruppe:

Dieses Buch ist in erster Linie gedacht f?r Bachelorstudierende der Physik, aber auch anderer naturwissenschaftlicher F?cher sowie deren Lehrende.

Vorkenntnisse:

Computerwissen, Linux, C, Python u. Git werden nicht vorausgesetzt. Nur in Projekten wird auf Wissen aus den Grundvorlesungen der Physik zur?ckgegriffen.