計算物理pdf

㈠ 計算物理學的課程與發展

計算物理學是綜合大學研究生物理各專業的一門基礎課.學計算物理學的目的：
(1)是使學生系統地掌握物理模型和數學模型的建立方法和數值計算方法的選取原則；
(2)是使學生獲得分析和處理一些物理問題的基本方法和解決問題的能力,提高邏輯推理和插象思維的能力,為獨立解決科學研究中的實際問題打下必要的數學物理基礎。
在教學過程中,使用啟發式教學,盡量多介紹與該課程相關的前沿科技動態,充分調動和發揮學生的主動性和創新性;提倡學生自學,培養學生的的自學能力。 由於計算方法的深入發展和過去幾十年中高速計算機的出現和普及，隨著物理學基礎理論的進一步突破，物理學家們逐步可以應用一些更嚴格和更全面的復雜模型，來定量研究實際的復雜體系的物理性質。基於物理學基本原理的數值計算和模擬已經成為將理論物理和實驗物理緊密聯系在一起的一座重要橋梁：它不僅能夠彌補簡單的解析理論模型難以完全描述復雜物理現象的不足，而且可以克服實驗物理中遇到的許多困難，例如直接模擬實驗上不能實現或技術條件要求很高、實驗代價昂貴的物理系統等。計算機模擬技術已經滲透到物理學的各個領域，包括凝聚態物理、核物理、粒子物理、天體物理等，導致了計算物理這一新學科的突破性發展和成熟。從20世紀40年代開始，計算物理學家們已經發展了大量新數值方法(如MonteCarlo方法、分子動力學方法、快速Fourier變換等)，由此發現了很多未曾預料到的新現象，並給理論和實驗物理學提出了許多新問題。總之，計算物理已成為物理學家揭示多層次復雜體系的物理規律的重要手段，同時也廣泛應用於處理實驗結果和提出物理解釋。對一個成功的物理學家來說，掌握必要的計算物理學知識和手段已變得越來越重要。越來越多的大學已針對將要從事物理學及相關學科研究的研究生和本科生開設了計算物理課程。

㈡ 計算物理學中常用的數學方法有哪些

計算物理學是一門新興的邊緣學科。利用現代電子計算機的大存儲量和快速計算的有利條件，將物理學、力學、天文學和工程中復雜的多因素相互作用過程，通過計算機來模擬。如原子彈的爆炸、火箭的發射，以及代替風洞進行高速飛行的模擬試驗等。
理論物理是從一系列的基本物理原理出發，列出數學方程，再用傳統的數學分析方法求出解析解，通過這些解析解所得到的結論和實驗觀測結果進行對比分析，從而解釋已知的實驗現象並預測未來的發展。
隨著計算機技術的飛速發展和計算方法的不斷完善，計算物理學在物理學進一步發展中扮演著越來越重要的不可替代的角色，計算物理學越來越經常地與理論物理學和實驗物理學一起被並稱為現代物理學的三大支柱。很難想像一個21世紀的物理系畢業生，不具備計算物理學的基本知識，不掌握計算物理學的基本方法。
它主要包括在傳統物理課題中常用的數值計算方法(如偏微分方程的數值求解方法、計算機模擬方法中的隨機模擬方法-蒙特卡羅方法和確定性模擬--分子動力學方法以及神經元網路方法)以及計算機符號處理等內容。

㈢ 求劉金遠《計算物理學》答案

第一題：

(3)計算物理pdf擴展閱讀

這部分內容直接考察的是邏輯采樣法的知識點：

具體步驟：

第一步：給定初始采樣點X0，將X0當做當前采樣點X。

第二步：對X進行變異得到「建議采樣點」X』；（這個變異函數mutate()可以是任何函數，PBRT-V3中後續再介紹MLT Integrator時，使用的是正態分布函數。即，以X為中心，在X附近按照正態分布進行采樣獲得X』。

第三步：根據當前采樣點X和建議采樣點X』的函數值計算這個建議采樣點X』被接受的可能性a。

第四步：獲取一個均勻分布的隨機數。如果a比這個隨機數大，則說明這次的建議采樣點X』可以被接受（即，將X』作為下一次變異的X。相當於產生了一個新的采樣點）；如果a不比這個隨機數大，則說明這次的建議采樣點X』不可以被接受（即，下一次變異的X還是這一次的X。相當於這次采樣失敗，沒有新的采樣點產生）。

㈣ 如何學習計算物理課程

• 計算物理學是綜合大學研究生物理各專業的一門基礎課.學計算物理學的目的:

• (1)是使學生系統地掌握物理模型和數學模型的建立方法和數值計算方法的選取原則;

• (2)是使學生獲得分析和處理一些物理問題的基本方法和解決問題的能力,提高邏輯推理和插象思維的能力,為獨立解決科學研究中的實際問題打下必要的數學物理基礎。

• 在教學過程中,使用啟發式教學,盡量多介紹與該課程相關的前沿科技動態,充分調動和發揮學生的主動性和創新性;提倡學生自學,培養學生的的自學能力。

㈤ 計算物理學博士就業

國內清華、北大、中科大等一流名校博士也就只能進個省級重點大學或一般的211高校，要進985難度很大，到底是國內博士的含金量太低還是中國博士教育含水量太高，哈哈，教育部門自己培養的博士自己都不敢用了，還能指望別人放心用么？MIT、CMU、威廉瑪麗等這類世界一流大學的博士才能進國內985高校擔任教職了吧，汗死中國教育！

高校用人應唯才是舉，論文要看，實際工作能力和經驗、教學能力等都要綜合考慮，不能片面以論文定高低，國內的論文評價體系也很不科學，嚴重挫傷科研人員的積極性、學痞學霸現象十分普遍和嚴重、年輕人機會很少，很多經費都被校長/院長等領導牢牢控制、科研經費落真正實到科研上的少、用於腐敗和拉攏關系的多，浪費國家和納稅人很多資金，師生關系商業化，國內很多碩士/博士成為無良導師壓榨對象和超級廉價勞動力，真T~m_`D 一言難盡；中國的教育像滿身是蛆的病人，奄奄一息

中國人太重出身了，惡心要死的用人機制，高校招聘教師恨不得挖你祖墳刨根究底看本科、碩士和博士的出身，就差沒驗處男膜了............. 很多用人單位招聘人才嚴重浪費，命名專科可以勝任卻要招碩士博士裝點門面，搞面子工程、形象工程！！

哎，不說了，哈哈，這個垃圾的教育體系

㈥ 大學的計算物理怎麼學啊，很難嗎

不難啊。你上大學了嗎。怎麼會問這個問題。
不過物理確實難，難在數學基礎不好的情況下。微積分方面好的話，就不難了。
當初全年級物理只有三個過合格線的。我是第二個。呵呵。擺炫了。

㈦ 誰有計算物理學試卷

我是南京大學的，現在有一份去年我們考的計算物理樣題，發你郵箱了，請查收~
那個發件人是墨子銘的就是我的試卷，因為有時候老師懶得出題會把很多年前的題目拿出來修改後考，所以署名雖然是06-07但是實際是去年考過的，只是標題沒有改而已。

㈧ 什麼是計算物理學它與理論物理，實驗物理有什麼區別和聯系

計算物理學，是一門新興的邊緣學科。簡單地說就是，運用計算機技術來研究物理學理論和實驗。
它運用電子計算機技術的大存儲量和高速計算等條件，將物理學、力學、天文學和工程中復雜的多因素相互作用過程通過計算機進行模擬試驗，並進一步深入研究。
如研究原子彈的爆炸、火箭的發射，以及模擬風洞中高速飛行的試驗等。
應用計算物理學，還可研究恆星的演化過程，特別是太陽的演化過程。
計算物理學通過計算機技術的數值計算和模擬可以將理論物理和實驗物理緊密聯系在一起。它不僅能夠彌補簡單的理論模型難以完全描述復雜物理現象的不足，還可以克服實驗物理中遇到的許多困難或條件限制。例如直接模擬實驗上不能實現或技術條件要求很高、實驗設備價格昂貴的物理系統等。

㈨ 計算物理學的研究方法

計算物理學具體的方法有：蒙特卡羅方法（不確定性方法）、分子動力學方法（確定性）有限差分法，有限元素法，計算機代數（mathmatic，matlab），神經元網路方法，元胞自動機方法，高性能並行計算。
一個多粒子體系的實驗可以觀測的物理量（狀態量）的數值可以由其涉及的態的量值的總的統計平均求得。實際上按照產生位形變化的方法，有兩類方法對有限的系列態的物理量做統計平均。 確定性模擬方法即統計物理中的MD方法。這個方法廣泛用於研究經典的多粒子體系。其按體系內部的內稟動力學規律（？？）來計算並確定其位形的轉變。首先需要建立一組分子的運動方程，通過直接對系統中的一個個分子運動方程的數值求解，得到各個時刻的分子的坐標和動量，即相空間中的軌跡，利用統計力學計算方法得到多體系統的靜態或者動態性質，從而得到系統的宏觀性質。該法特徵是一個體系，一段時間，其方程組的建立要通過對物理體系的微觀數學描述給出，微觀體系中每隔分子各自服從經典的牛頓力學，而每個分子運動的內稟動力學是利用理論力學上的哈密頓量或者拉格朗日量來描述，或者用牛頓運動方程表示。方法中不存在隨機因素。該法是實現玻爾茲曼（boltzmann）的統計力學，可以處理與時間有關的過程，因而可以處理非平衡態問題。缺點是程序復雜，計算量大，占內存多。
原則上MD方法適用的微觀物理體系並無限制，這個方法適用於少體和多體系統，也可以是點粒子系統或者具有內部結構的系統，也可以是分子系統或者其他粒子系統。
但是上述兩種模擬方法都面臨基本限制：其一有限的觀測時間，其二是有限系統大小。人們通常感興趣於體系在熱力學極限（粒子數趨於無窮多時）的性質，因此計算機模擬有限體系可能會出現有限尺寸效應，為減小該效應，人們引入周期性，全發射，漫反射等邊界條件。當然同時邊界條件的引入也會引起體系某些性質的變化。 另外，體系的運動方程組採用計算機進行數值求解時，要將方程離散化為有限差分法。常用的方法有歐拉法，龍格－庫塔法，辛普生法等。數值計算的誤差階數顯然也取決於所採用的數值求解方法的近似階數，原則上計算機計算速度足夠大，內存足夠多，可以使得誤差降低。
MD方法中，最自然的應用是微正則系綜，這時能量是守恆的。當我們要研究溫度和壓力是常量的系統時，系統不能是封閉的。MD方法中常常是在想像中將系統放入熱浴和壓浴中，實際上在計算中往往是對某些自由度進行限制和約束來實現的。例如恆溫時是保證其體系的平均動能不變，為此設計新的演算法，由於新的約束出現，我們並不是處理一個真正的正則系綜，實際上是僅僅復制了系綜的位形部分。理論上講，只要這個約束沒有破壞一個狀態到另一個狀態的馬爾可夫特性（？？？），這樣做就是可行的，當然其動力學性質可能會受到這一約束的影響。
自20世紀50年代以來，MD方法得到廣泛應用，取得一定成功。例如對於氣體或液體的狀態方程，相變問題，吸附問題，擴散問題，以及非平衡過程的問題研究，應用范圍從化學反應、生物學的蛋白質，重離子的碰撞，材料設計，納米科技等廣泛的學科和研究領域。

㈩ 計算物理學試題

浙大的計算物理試卷，不過沒有答案

滿意請採納，謝謝^_^