Detail předmětu
Počítačová fyzika II
FSI-T2FAk. rok: 2025/2026
Obsahem kursu je samostatné řešení úloh z různých oblastí fyziky s využitím osobního počítače. Výběr úloh je proveden tak, aby rozšířil znalosti použití numerických metod pro technické výpočty a modelování fyzikálních dějů, získané v kurzu Počítačová fyzika I (t1f).
Jako programovací prostředí je standardně používán MathCad a MatLab, pro řešení samostatných projektů pak Maple, C, Visual Basic a případně další programovací prostředí.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Klasifikace je dána především úrovní zpracování samostatného projektu:
řešení příkladů 30% ,
samostatný projekt 70% .
Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.
Učební cíle
Prostřednictvím řešení fyzikálních úloh, počítačového modelování fyzikálních jevů a vyhodnocení výsledků experimentu v programovacích prostředích MahtCad, MatLab případně dalších dle obsahu závěrečného projektu, získá student představu a zkušenosti s využitím jednotlivých programovacích prostředí pro řešení výpočetních inženýrských úloh.
Základní literatura
Wieder, S.: Introduction to MathCad for Scientists and Engineer. McGraw-Hill, Inc. New York, 1992.
Zimmerman, R.L. - Olness F.I.: Mathematica for Physics. Addison-Wesley Publishing Company, 1989.
Doporučená literatura
Nezbeda,I.- Kolafa,J.- Kotrla,M.: Úvod do počítačových simulací. Skriptum. Karolinum, Praha, 1998.
Zaplatílek,K. - Doňar,B.: MATLAB pro začátečníky. BEN - Technická literatura, 2003.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
je kladen na
- fyzikální podstatu řešených příkladů
- obecnější souvislosti použitých numerických metod a algoritmů
- způsob práce, specifiky a omezení jednotlivých programovacích
prostředí.
Cvičení s počítačovou podporou
Vyučující / Lektor
Osnova
Chaotický pohyb dynamických systémů. Jednoduchá jednorozměrná mapa a její obecné vlastnosti.
Chaotické chování v klasické mechanice.
Náhodná čísla. Generátory pseudonáhodných čísel a jejich testování(rovnoměrnost, periodičnost). Transformace rozdělení. Náhodná procházka.
Fourierův rozvoj periodické funkce. Rychlá Fourierova transformace.
Frekvenční analýza reálného zvukového signálu, časová okna. Filtrace šumového signálu.
Chyby numerických výpočtů. Korektnost a podmíněnost úlohy. Stabilita řešení.
Závěrečný projekt.
Ke každému tématu obdrží student písemné zadání úloh se stručným návodem k řešení doplněné zpravidla počítačovým programem.