授業の主題
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力学・電磁気学、量子力学、熱統計力学の計算機実験・実習を通して、計算実験の具体的方法について理解を深めることを目標とする。
Improving the understanding on computational experimentation through the computer experiments on classical mechanics-electromagnetism, quantum mechanics, thermal and statistic mechanics.
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授業の目標
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力学・電磁気学、量子力学、熱統計力学の計算機実験・実習を通して、計算実験の具体的方法について理解を深めることを目標とする。ネットワークの構造やセキュリティ機能及びネットワーク上での情報検索方法などの具体的方法についても理解を深めることを目標とする。
Improving the understanding on computational experimentation through the computer experiments on classical mechanics-electromagnetism, quantum mechanics, thermal and statistic mechanics. Also, improving the understanding on the internet structure, security of internet, information retrieval by internet.
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学生の学修目標
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力学・電磁気学、量子力学、統計力学の計算機実験・実習を通して、計算実験の具体的方法について学習し、その方法を身につける。Fortranやｃといった計算機言語を書いたり使ったりすることあるいは、LinuxなどのOSを使うことを通して、実習を行う。計算実験の結果を可視化する方法についても学習し、その方法を身につける。実習を通して、ネットワークの構造やセキュリティ機能及びネットワーク上での情報検索方法などの具体的方法についても理解を深める。
Learning the computer experiments through the particular topics through the computer experiments and exercises on classical mechanics-electromagnetism, quantum mechanics, thermal and statistic mechanics. Learning the programing languages of Fortran and C, using the Linux OS. Learning the methods of visualization of analyzing data. Understanding the structure and security of internet and learning the methods of information retrieval by internet.
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授業概要
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下記の５種目の計算実験を行う。各種目は、６コマ（１コマ９０分授業）より構成され、
おおよそ５コマを講義（実験の説明）および実験にあてられる、１コマはレポート作成に
あてられる。（種目の順は、変更することがある）
第１回目 分子動力学法による熱統計（液体）１
分子動力学計算プログラムの作成
第２回目 分子動力学法による熱統計（液体）２
分子動力学計算実行（温度制御）とデータ解析（動径分布関数）
第３回目 分子動力学法による熱統計（液体）３
分子動力学による計算実験およびレポート作成
第４回目 モンテカルロ法による２次相転移現象（イジングモデル）１
第５回目 モンテカルロ法による２次相転移現象（イジングモデル）２
第６回目 モンテカルロ法による２次相転移現象（イジングモデル）３
第７回目 量子シミュレーションによる超高速物理現象（シュレーディンガー方程式，１次元）１
第８回目 量子シミュレーションによる超高速物理現象（シュレーディンガー方程式，１次元）２
第９回目 量子シミュレーションによる超高速物理現象（シュレーディンガー方程式，１次元）３
第１０回目 流体力学と数値解析法の基礎（２次元キャビティ）１
第１１回目 流体力学と数値解析法の基礎（２次元キャビティ）２
第１２回目 流体力学と数値解析法の基礎（２次元キャビティ）３
第１３回目 可視化とデータ処理（Gnuplot, Pov-Rayなど）１
第１４回目 可視化とデータ処理（Gnuplot, Pov-Rayなど）２
第１５回目 可視化とデータ処理（Gnuplot, Pov-Rayなど）３
The following five topics are learned. For each topic, 6 lecture periods (5 lecture periods of performing experiments and 1 lecture period of writing report). (The order of five topics can be changed.)
1st week (2 lecture periods): thermal and statistical dynamics by molecular dynamics (liquid state) 1. Programing of molecular dynamics.
2nd week: thermal and statistical dynamics by molecular dynamics (liquid state) 2. Programing of molecular dynamics. Experiments by molecular dynamics (temperature controlling) and data analysis (radial distribution function).
3rd week: thermal and statistical dynamics by molecular dynamics (liquid state) 3. Programing of molecular dynamics. Experiments by molecular dynamics and writing report.
4th week: 2nd order phase transition (Ising’s model) 1.
5th week: 2nd order phase transition (Ising’s model) 2.
6th week: 2nd order phase transition (Ising’s model) 3.
7th week: fast phenomena on physics by quantum mechanics (Schrodinger equation, one dimension) 1.
8th week: fast phenomena on physics by quantum mechanics (Schrodinger equation, one dimension) 2.
9th week: fast phenomena on physics by quantum mechanics (Schrodinger equation, one dimension) 3.
10th week: fluid mechanics and data analysis (2 dimensional cavity) 1.
11th week: fluid mechanics and data analysis (2 dimensional cavity) 2.
12th week: fluid mechanics and data analysis (2 dimensional cavity) 3.
13th week: data visualization and data analysis (gnuplot, Pov-Ray) 1.
14th week: data visualization and data analysis (gnuplot, Pov-Ray) 2.
15th week: data visualization and data analysis (gnuplot, Pov-Ray) 3.
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評価方法と割合
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評価方法
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その他/Other methods 実験種目毎に実験レポートを提出し、５種目の評価を総合して、この授業の評価とする。
Submission of the report is required for each topic and evaluated in each. The total point of the evaluation, the summation of five topics, becomes the final evaluation.
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評価の割合
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レポート 実施状況 記述箇所 レポート/Report 40%
実施状況/Implementation status 60%
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授業時間外の学修に関する指示
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予習に関する指示
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関係する物理の教科書を読んでおくことが望ましい
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復習に関する指示
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講義で解説した事柄を理解すること
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教科書・参考書
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教科書・参考書補足
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実験項目毎に資料を配布する。参考書は、授業中に紹介する。
Handout for each topic (Japanese)
Study reference will be announced in the lectures. (Japanese)
If you are interested in English books, ask to the professor.
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オフィスアワー等（学生からの質問への対応方法等）
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金曜日14:00-16:00
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履修条件
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計算機にすでに親しんでおり、力学、電磁気学、量子力学、統計力学等の内容をすでに学習しているかまたは、学習する意欲がある学生
Students who are familiar to computer, and have already learned the classical mechanics, electromagnetism, quantum mechanics, thermal and statistical mechanics.
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適正人数
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最大20名前後とする。/ maximum about 20 persons
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