Tópicos de Física Computacional

Código:

F407

Sigla:

F407

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2009/2010 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:F	5	Plano de Estudos do Mestrado em Física	1	-	7,5	-
			2

Língua de trabalho

Português

Objetivos

• Conhecer métodos e algoritmos usados em simulação numérica em Física.
• Analisar um conjunto de problemas de várias áreas da Física na perspectiva de resolução numérica.
• Modelizar problemas.
• Descrever e aplicar algumas técnicas numéricas básicas.
• Usar bibliotecas numéricas científicas integradas nos programas a desenvolver.
• Contactar com métodos de simulação.

Programa

Sistemas de equações lineares
Decomposição LU; uso de bibliotecas: SLATEC,LAPACK, GSL.
Métodos iterativos: Jacobi, Gauss-Seidel, sobre- e sub-relaxação). Inversão de matrizes.
Matrizes tridiagonais. Diagonalização exacta de modelos quânticos.

Equações de evolução e potenciais electrostáticos.Condução de calor.
Equações de onda. Métodos de diferenças finitas. Métodos implícitos e explícitos.
Ondas numa corda. Elementos finitos.

Métodos espectrais
Difracção. Análise de Fourier de uma onda EM. FFT.
Equações de propagação não-lineares. Diferenças finitas.
“Beam propagation method”.Transformadas inversas.

Métodos estocásticos
Modelo de Ising. Métodos de Monte Carlo. Percolação.
Dinâmica molecular. Algoritmo de Verlet.

Bibliografia Obrigatória

Computational Physics, R.H. Landau e M.J. Páez, Wiley, 1997
Computational Physics, Steven Koonin, 2nd ed. Benjammin/Cummings, Menlo Park, CA 1986
An Introduction to Computer Simulation Methods, H. Gould and J. Tobochnick, 2nd ed. Addison Wesley, 1996
A First Course in Computational Physics, Paul L. De Vries, John Wiley and Sons, 1994
Numerical Techniques in Electromagnetics, M. Sadiku, CRC Press, 1991

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas expositivas.
Aulas prácticas com resolução de problemas com aplicação dos métodos aprendidos.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	70,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Regime geral de faltas. Além disso alunos devem entregar os projectos propostos.

Fórmula de cálculo da classificação final

40% exame final+ 40% projecto + 20% teste

Provas e trabalhos especiais

projecto de resolução de um problema de Física com os métodos numéricos leccionados