Was ist die Computerphysik?

Computational Physics ist ein Feld, das sowohl vorhandene Physikformeln als auch numerische Algorithmen verwendet, um groß angelegte Berechnungen mit Computern durchzuführen, die äußerst zeitaufwändig und mühsam sind, um von Hand zu funktionieren.Im Wesentlichen handelt es sich um einen Zweig der Physik, der sich mit mathematischen Modellen und Lösungen unter Verwendung von Computern und Programmierungen befasst.Die mathematischen Modelle, die Physiker erstellen wollen, beinhalten häufig große Mengen an Informationen, die sehr leistungsstarke Computer erfordern, um zu verarbeiten.

Die genaue Klassifizierung der Computerphysik im Gesamtbereich der Physik wird häufig diskutiert.Einige halten es für einen Zweig der theoretischen Physik, da es in der Regel an Bereichen der Physik beteiligt ist, die immer noch tief theoretisch sind und wenig solide experimentelle Unterstützung haben.Andere glauben, dass es als Zweig der experimentellen Physik angesehen werden sollte, da die verwendeten Daten typischerweise aus Experimenten stammen.Die Wissenschaftler sind sich jedoch größtenteils einig, dass es irgendwo zwischen den beiden Disziplinen fällt und sowohl theoretische als auch experimentelle Komponenten hat.Physikfelder wie Astrophysik, Flüssigkeitsmechanik und Beschleunigungsphysik hängen beide von der Programmierung und Berechnung ab.In der Beschleunigerphysik müssen Computer beispielsweise jedes Mal, wenn Partikel in einem Partikelbeschleuniger kollidiert werden, überwacht, aufzeichnen und analysieren.Die Versuche der Physik der Computer-Festkörper-Festkörper-Physik, den Zusammenhang zwischen den Atomeigenschaften von Festkörpern und ihren großflächigen Eigenschaften zu ermitteln, indem große Mengen an Informationen über Festkörper auf molekularer Ebene analysiert werden.

Es gibt viele andere Aufgaben, die durch Berechnungen gelöst werden können, die lose gruppiert werden könnenunter dem Gebiet der Computerphysik.Oft werden solche Aufgaben wie Differential- und Integralgleichungen oder Bewertung sehr großer Matrizen verwendet, um Berechnungen über physikalische Systeme durchzuführen.Diese Aufgaben könnten leicht entweder als reine Mathematik eingestuft werden, was Mathematik nur aus Mathematik ist.Wenn sie jedoch Informationen zur Physik im Zusammenhang mit der Physik erkennen, können sie genauso leicht in die Kategorie der Computerphysik fallen.

Viele Hochschulen bieten Kurse in der Computerphysik an, obwohl jede vorliegende Anweisung in diesem Bereich selten ist.Einführende College -Kurse unterrichten in der Regel grundlegende Programmierprinzipien und wie sie auf Probleme in Bezug auf die Physik anwenden können.Spätere Kurse, die oft auf Graduiertenebene unterrichtet werden, lehren Sie, wie man große Probleme aus großen Datenmengen durch die Verwendung von Algorithmen und fortgeschrittenen Programmierpraktiken manipulieren und lösen.