A First Guide to Computational Modelling in Physics
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物理学における計算モデリングの最初のガイド
Author: Scharoch, Pawel (WrocA?aw University of Science and Technology) / Polak, Maciej P. (University of Wisconsin, Madison) / Szymon, RadosA?aw (WrocA?aw University of Science and Technology)
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 9781009413121
Cover: HARDCOVER
Date: 2024年02月

DESCRIPTION
この実践的なテキストは、各章で物理学の興味深い問題に焦点を当てながら、初期段階の物理学と工学の学生に向けて数値モデリングを分かりやすく解説します。長年にわたる計算モデリングコースの教育から生み出された独立したこの本は、現代のデータドリブン環境に不可欠な数値モデリングツール一式を学生に提供します。

This innovative text helps demystify numerical modelling for early-stage physics and engineering students. It takes a hands-on, project-based approach, with each chapter focusing on an intriguing physics problem taken from classical mechanics, electrodynamics, thermodynamics, astrophysics, and quantum mechanics. To solve these problems, students must apply different numerical methods for themselves, building up their knowledge and practical skills organically. Each project includes a discussion of the fundamentals, the mathematical formulation of the problem, an introduction to the numerical methods and algorithms, and exercises, with solutions available to instructors. The methods presented focus primarily on differential equations, both ordinary and partial, as well as basic mathematical operations. Developed over many years of teaching a computational modelling course, this stand-alone book equips students with an essential numerical modelling toolkit for today's data-driven landscape, and gives them new ways to explore science and engineering.

TABLE OF CONTENTS
Preface; How to use this book; First steps; 1. Rectangular finite quantum well - Stationary Schrodinger Equation in 1D; 2. Diffraction of light on a slit; 3. Pendulum as a standard unit of time; 4. Planetary system; 5. Gravitation inside a star; 6. Normal modes in a cylindrical waveguide; 7. Thermal insulation properties of a wall; 8. Cylindrical capacitor; 9. Coupled harmonic oscillators; 10. The Fermi-Pasta-Ulam problem; 11. Cold hydrogen star; 12. Rectangular quantum well filled with electrons - The idea of self-consistent calculations; 13. Time dependent Schrodinger Equation Dawid Dworza?ski; 14. Poisson equation in 2D; Appendices; Further Reading; Index.
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