中国科技大学计算物理学共28讲视频

    《计算物理学》课程的教学内容特别选择了近代物理学中应用比较广泛，但又不是本科学生很容易掌握的一部分方法和技术作为教材内容。本书介绍了计算物理学中两大类计算。一类可以称作是计算机数值计算方法（第二、三、四、五、六、九章），另一类则可以称为计算机符号计算（第七、八章）。在计算机数值计算方法中介绍了偏微分方程的数值求解方法（第四章的有限差分法和第五章的有限元素法）和计算机模拟方法。在计算机模拟的内容中又包含了蒙特卡洛模拟方法及其应用（第二、三章）和确定性模拟方法（第六章的分子动力学方法）。在第九章中介绍的神经元网络方法实际上还是一种数值计算方法，它是近年来在粒子物理研究中用得较为成功方法。第十章介绍了近年来发展起来的并行计算机及并行算法的基本知识，使读者对高性能计算有一个基本的了解。

实践性教学反映在各章的习题中。习题的设计思想是要学生真正掌握计算物理的方法，并用来解决实际问题。多年来的实践证明效果是很好的。

主要教学内容：

第一章 引言

  1．1计算物理学的发展

  1. 2 计算物理学在物理学研究中的应用

第二章 蒙特卡洛方法

  2．1 蒙特卡洛方法的基础知识

  2. 2 随机数与伪随机数

  2. 3 任意分布的伪随机变量抽样

  2. 4 蒙特卡洛计算中减少方差的技巧

  2. 5实用蒙特卡洛计算复合技术

  2. 6 随机游走

习题

第三章 蒙特卡洛方法的若干应用

  3. 1 蒙特卡洛方法在积分计算中的应用

  3. 2 高能物理中的事例产生器

  3. 3 粒子碰撞过程的相空间产生

  3．4 高能物理实验中蒙特卡洛方法的应用

  3. 5 在量子力学中的蒙特卡洛方法

3.5.1量子力学回顾

3.5.2路径积分量子蒙特卡洛方法

3.5.3变分量子蒙特卡洛方法

3.5.4格林函数量子蒙特卡洛方法

  3. 6 在统计力学中的蒙特卡洛方法

  3. 7 粒子输运问题的蒙特卡洛模拟

习题

第四章 有限差分方法

  4. 1 引言

  4. 2 有限差分法和偏微分方程

  4. 3 有限差分方程组的迭代解法

  4. 4 求解泊松方程的直接法

习题

第五章 有限元素方法

  5. 1 有限元素法的基本思想

  5．2 二维场的有限元素法

  5. 3 有限元素法与有限差分法的比较

习题

第六章 分子动力学方法

  6. 1引言

  6．2分子动力学基础知识

  6．3分子动力学模拟的基本步骤

  6. 4平衡态分子动力学模拟

习题

第七章 计算机代数

  7. 1 引言

  7. 2 粒子物理研究中计算机代数的应用

  7．3 Mathematica语言编程

习题

第八章Mathematica在量子力学中的应用举例

  8. 1 粒子在中心力场中的运动问题

  8. 2 求非相对论性薛定格方程本征能量限

  8. 3求解薛定格方程束缚态问题

习题

第九章 神经元网络方法及其应用举例

  9. 1神经元网络法

  9. 2高能物理中的神经元网络应用举例

第十章 高性能计算和并行算法

  10. 1引言

  10. 2并行计算机和并行算法

  10. 3并行编程

教学重点：随机模拟方法的理论和应用，分子动力学方法及应用，计算机代数以及如何将计算机代数系统应用于解决物理问题。

教学难点：随机抽样方法及其应用，随机游走及其应用，计算机代数的应用。