Computational Physics

Robert Roth
Sommer 2025
  • Die erste Vorlesung findet am Freitag, den 25.04. statt.
  • Der reguläre Übungsbetrieb beginnt erst in der zweiten Vorlesungswoche, d.h. ab Montag, den 28.04.
  • Für die erste Vorlesungswoche gibt es ein Übungsnotebook zum lockeren Kennenlernen der Mathematica Softwareumgebung, das Sie eigenständig bearbeiten können. Sie können das Notebook im Abschnitt "Übungen" weiter unten auf dieser Seite herunterladen.
  • Das Passwort zum Herunterladen der Materialien sowie weitere Informationen haben Sie per TUCAN-Nachricht erhalten.
Mathematica Lizenzen
Der Fachbereich Physik finanziert (u.a., aus Mitteln für die Qualitätssicherung in der Lehre) ein Mathematica-Lizenzpaket, das sog. Home-Use Lizenzen für alle Studierende des Fachbereichs beinhaltet. Sie können damit auf einfache Weise eine offizielle Mathematica Lizenz für Ihren eigenen Laptop oder PC (Windows, Linux, oder MacOS) erhalten. Weitere Informationen finden Sie unter:

https://www.physik.tu-darmstadt.de/der_fachbereich/service_physik/software_physik

Es wird sehr empfohlen, von diesem Angebot Gebrauch zu machen!

Vorlesung
An dieser Stelle werden die in den Vorlesungen verwendeten Mathematica-Notebooks zur Vor- und Nachbereitung als pdf-File () und als Mathematica-nb-File () bereitgestellt.

Sektion Titel Notebook
L01 Crash-Kurs I: Grundlagen
Zehn Überlebensregeln - Variablen und Zuweisungen - Funktionen - Listen und Ersetzungsregeln		   
Übungen
Folgende Übungsgruppen werden angeboten. Alle Übungen finden im PC-Pool S206|25 bzw. S201|2 statt.

Termin Raum Betreuer/in Bemerkung
A Mo. 11:40 - 13:20 S206|25
B Di. 9:50 - 11:30 S201|2
D Mi. 13:30 - 15:10 S206|25
E Di. 9:50 - 11:30 S206|25
F Di. 11:40 - 13:20 S206|25

Sie können in den Übungen gerne mit dem eigenen Laptop arbeiten, sofern Sie sich eine Mathematica-Lizenz über den Fachbereich organisiert und Mathermatica installiert haben.

Alternativ können Sie die Rechner im PC-Pool verwenden. Dafür ist aber ein Account im PC-Pool erforderlich. Bitte kümmern Sie sich frühzeitig (d.h. vor Beginn der Vorlesungszeit) darum.

Hier finden sie die Aufgabenblätter zu den Übungen in Form von Mathematica- Notebooks. Bitte speichern sie das entsprechende File in ihrem Benutzerverzeichnis und bearbeiten sie es. Nach den jeweiligen Übungsterminen werden die vervollständigten Notebooks an dieser Stelle veröffentlicht.

Datum Sektion Titel Notebook Lösung
22.4. P01 Mathematica Warm-Up
Frontend und Dokumentation - Erste Schritte
28.4. P02 Crash-Kurs: Grundlagen
Variablen und Funktionen - Listen - Rekursive Funktionen

Speichern sie das gewünschte Notebook in ihrem Home-Verzeichnis bzw. einem geeigenten Unterverzeichnis und öffnen sie es anschließend im Mathematica-Frontend.

Literatur
Einen exzellenten Einstieg in Mathematica bieten die folgenden kostenlosen Online-Bücher:
  • An Elementary Introduction into the Wolfram Language
    Online Book
  • The Wolfram Language: A Fast Introduction for Programmers
    Online Book

Hier einige Bücher zum Einsatz von Mathematica in der Physik:

  • R. L. Zimmerman, F.I. Olness - Mathematica for Physics
    Addison-Wesley (2002) - ISBN 0 805 38700 5
  • G. Baumann - Mathematica in Theoretical Physics
    Springer (1996) - ISBN 0 387 94424
  • J. M. Feagin - Quantum Methods with Mathematica
    Springer (2002) - ISBN 0 387 95365 5

Und ein paar Bücher zur Computational Physics und zu numerischen Methoden allgemein:

  • T. Pang - An Introduction to Computational Physics
    Cambridge Univ. Press (2002) - ISBN 0 521 48592 4
  • A. L. Garcia - Numerical Methods for Physics
    Prentice Hall (2000) - ISBN 0 13 906744 2
  • W. H. Press et al. - Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing
    Cambridge Univ. Press (2007) - ISBN 0 521 88068 8