Physik auf dem Computer SS 2014

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Hinweis

Wer im WS 2014/15 die Prüfung Physik auf dem Computer bei mir (Axel Arnold) ablegen will, melde sich bitte rechtzeitig. Ich verlasse die Universität Stuttgart zum 28. Februar, daher müssen die Prüfungen davor stattfinden.

Übersicht

Typ
Vorlesung (3 SWS) und Übungen (2 SWS)
Dozenten
JP Dr. Axel Arnold und Dr. Olaf Lenz
Sprache
Deutsch
Zeit und Ort
jeden Mittwoch 9:45-11:15, Pfaffenwaldring 57, HS 57.05
jeden zweiten Freitag 9:45-11:15, Pfaffenwaldring 57, HS 57.06.
Vorlesungstermine Freitag: 11.4., 25.4. 9.5., 23.5., 6.6. (fällt aus!), 20.6., 4.7., 18.7.

Vorlesung

  • Am Freitag, den 18. 7., findet keine Vorlesung statt.
  • Das Skript der Vorlesung findet sich application_pdf.pnghier (3.42 MB)Info circle.png. Es mag sein, dass im Verlauf des Semesters noch kleinere Änderungen am Skript passieren.
  • Die eingebetteten Beispielcodes sollten sich direkt aus dem PDF kopieren lassen.
  • Die LaTeX-Quellen des Skripts finden sich auch auf GitHub. Ich wäre sehr dankbar, Patches für Tipp- und andere Fehler zu bekommen! Ansonsten ist das Skript CC-by-sa-lizensiert.
  • Die Tutorials aus der Python-Vorlesung sind hier:

Klausur

  • Die Klausur findet statt am Mittwoch, 13. August 2013, 10:00­­-12:00 im Seminarraum des ICP, Allmandring 3.
  • Am Mittwoch, 6. August, 14:00 findet eine Vorbesprechung statt, benefalls im Seminarraum des ICP.
  • Es wird nur abgefragt, was auch in der Vorlesung dran gekommen ist. Das ist nicht alles, was im Skript steht.
  • Zur Klausur sollten folgenden Dinge mitgebracht werden:
    • Stifte
    • Lichtbildausweis
    • nicht-programmierbarer und nicht-kommunikationsfähiger Taschenrechner
    • ein beidseitig DIN-A4-Blatt mit Formeln etc. Ein Vorschlag ist application_pdf.pnghier (419 KB)Info circle.png und text_plain.pnghier (13 KB)Info circle.png das LaTeX zum Anpassen.
  • Klausur 2013: application_pdf.png[ohne Musterlösungen] (366 KB)Info circle.png application_pdf.png[mit Musterlösungen] (405 KB)Info circle.png
  • Probeklausur 2013: application_pdf.png[ohne Musterlösungen] (313 KB)Info circle.png application_pdf.png[mit Musterlösungen] (373 KB)Info circle.png
  • Klausuren SS 2012 (teilweise andere Schwerpunkte!)

Übungen

Wer sich noch nicht für die Übungen angemeldet hat, aber gerne teilnehmen möchte, schreibt bitte eine Email an Olaf Lenz mit dem Namen, der Email-Adresse, und der Matrikelnummer.

Tutoren und Übungszeiten

Wenn Ihr Fragen zu den Übungen habt wendet Euch an Eure Übungsleiter. Bei allgemeinen Fragen zu den Übungen wendet Euch an Olaf Lenz.

Worksheets

Worksheet 12: Solving Differential Equations 2

  • Deadline
    • Wednesday, 9 July 2014, 10:00 for the tutorial on Friday
    • Friday, 11 July 2014, 10:00 for the tutorials on Tuesday and Wednesday
  • application_pdf.pngWorksheet 12 (193 KB)Info circle.png

Worksheet 11: Random Numbers

Worksheet 10: Integration

  • Deadline
    • Wednesday, 25 June 2014, 10:00 for the tutorial on Friday
    • Friday, 27 June 2014, 10:00 for the tutorials on Tuesday and Wednesday
  • application_pdf.pngWorksheet 10 (218 KB)Info circle.png

Worksheet 9: Solving Differential Equations 1

  • Deadline
    • Wednesday, 18 June 2014, 10:00 for the tutorial on Friday
    • Friday, 20 June 2014, 10:00 for the tutorials on Tuesday and Wednesday
  • application_pdf.pngWorksheet 9 (186 KB)Info circle.png
  • py.pngws9.py (746 bytes)Info circle.png
  • ipynb.pngws9.ipynb (12 KB)Info circle.png (nbviewer)

Worksheet 8: Root Finding

  • Deadline
    • Wednesday, 4 June 2014, 10:00 for the tutorial on Friday
    • Friday, 6 June 2014, 10:00 for the tutorials on Tuesday and Wednesday
  • application_pdf.pngWorksheet 8 (216 KB)Info circle.png

Worksheet 7: Error Analysis

Worksheet 6: Signal Processing and Data Analysis

Worksheet 5: Fourier Transforms

  • Deadline
    • Wednesday, 14 May 2014, 10:00 for the tutorial on Friday
    • Friday, 16 May 2014, 10:00 for the tutorials on Tuesday and Wednesday
  • application_pdf.pngWorksheet 5 (220 KB)Info circle.png
  • py.pngws5.py (2 KB)Info circle.png
  • ipynb.pngws5.ipynb (4 KB)Info circle.png (nbviewer)

Worksheet 4: Interpolation

  • Deadline
    • Wednesday, 7 May 2014, 10:00 for the tutorial on Friday
    • Friday, 9 May 2014, 10:00 for the tutorials on Tuesday and Wednesday
  • application_pdf.pngWorksheet 4 (218 KB)Info circle.png
  • py.pngws4.py (2 KB)Info circle.png
  • ipynb.pngws4.ipynb (260 KB)Info circle.png (nbviewer)

Worksheet 3: LU Decomposition and Taylor Series

Worksheet 2: Gauss Elimination

  • Deadline
    • Wednesday, 23 April 2014, 10:00 for the tutorial on Friday
    • Friday, 25 April 2014, 10:00 for the tutorials on Tuesday and Wednesday
  • application_pdf.pngWorksheet 2 (207 KB)Info circle.png
  • py.pnggauss.py (2 KB)Info circle.png
  • ipynb.pnggauss.ipynb (7 KB)Info circle.png (nbviewer)

Worksheet 1: Python and NumPy

Allgemeine Bemerkungen

  • Die Übungen finden im CIP-Pool am ICP (Allmandring 3, 1. Stock) statt.
  • Um zur Prüfung zugelassen zu werden, sind insgesamt 50% der Punkte aus den Übungen notwendig.
  • Die Übungen sollen i. d. R. in Gruppen von zwei oder drei Leuten bearbeitet werden.
  • Wir gehen davon aus, dass die Übungen im CIP-Pool bearbeitet werden. Dieser ist mit Hilfe des Logins und Passworts jederzeit zugänglich (außer nachts und am Wochenende). Die Belegungszeiten des CIP-Pools können hier abgelesen werden.
  • Trotzdem werden wir versuchen, alle dafür benötigten Materialien hier auf der Homepage bereitzustellen. Wer also selbst ein Unix/Linux-Betriebssystem zu Hause installiert hat, kann die Übungen im Prinzip auch dort erledigen. Das bedeutet aber ausdrücklich nicht, dass Ihr die Übungen dann alleine macht!
  • Wer möchte, kann Linux übrigens auch auf dem eigenen Computer ausprobieren und dann auch installieren (ohne deswegen Windows löschen zu müssen). Tipps dazu gibt es weiter unten.

Documentation

Linux

Python

  • Use the existing documentation of Python itself! To get help on the command print, use
 pydoc print
  • Or use the Web browser to read it. Start
 pydoc -p 4242
and visit the page http://localhost:4242

NumPy

  • first of all, try to use
 pydoc numpy

GNU/Linux auf dem eigenen Rechner

Wer ein Unix-Betriebssystem auf dem eigenen Computer ausprobieren will, der hat verschiedene Möglichkeiten.

  • Die Übungsleiter können Euch dabei - in begrenztem Umfang - weiterhelfen.
  • Die verschiedenen unten vorgestellten Distributionen bieten alle sogenannte "Live-CDs" an. Diese kann man einfach in den eigenen Rechner einlegen und den Rechner neu starten. Er lädt dann das Betriebssystem, ohne dabei die Festplatte zu verändern! Das ist also völlig ohne Risiko.
  • Wer GNU/Linux auf dem eigenen Rechner installieren möchte, kann das problemlos tun, ohne dabei Windows löschen zu müssen. Es muss lediglich Platz auf der Festplatte frei sein. Auch dazu können die LiveCDs verwendet werden.

Die folgenden Distributionen können wir empfehlen:

  • Ubuntu - Gilt als sehr benutzerfreundliche Distribution, ist einfach zu installieren. Verwendet den GNOME-Desktop (Grafische Benutzeroberfläche).
  • Kubuntu - Dasselbe wie Ubuntu, aber mit dem KDE-Desktop.
  • Xubuntu - Ubuntu mit XFCE-Desktop. Weniger bunt und animiert, aber dafür auch auf langsamen Netbooks recht flott.
  • OpenSuse - Benutzerfreundliche Linuxdistribution. Stammt ursprünglich aus Deutschland, deswegen in Deutschland relativ weit verbreitet. Bietet wahlweise KDE oder GNOME (oder auch andere Alternativen).