Computerphysik

Physikalische Aufgaben mit dem Computer zu losen, ist eine zunehmend wichtige Kompetenz. Dieses Lehrbuch fuhrt Sie durch alle erforderlichen Schritte, beginnend bei den Grundlagen von Computern uber die Programmierung und Datenverarbeitung hin zu den numerischen Methoden bis zu konkreten physikbezogenen Projekten.Besonderheiten:Mit diesem Buch wird das Grundwissen fur wissenschaftliches Arbeiten gelegt, denn Begrifflichkeiten wie Datenkompetenz und Forschungsdatenmanagement inklusive Open Science und Gute wissenschaftliche Praxis sind langst nicht mehr aus der Wissenschaft wegzudenken. Kapitelweise wird das Erlernte mit vielen Beispielen, Ubungen mit Losungen, 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 gewohnlichen 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 MethodenNeuerungen:In der 3. Auflage wurden alle Kapitel aktualisiert, teilweise erweitert und zwei neue zu Datenspeicherung und Datenverarbeitung erganzt. Kapitelweise wurden Flashcards und Jupyter Notebooks neu eingefuhrt.Die Zielgruppe:Dieses Buch ist in erster Linie gedacht fur Bachelorstudierende der Physik, aber auch anderer naturwissenschaftlicher Facher sowie deren Lehrende.Vorkenntnisse:Computerwissen, Linux, C, Python u. Git werden nicht vorausgesetzt. Nur in Projekten wird auf Wissen aus den Grundvorlesungen der Physik zuruckgegriffen.