计算物理及其应用

国家级

《计算物理及其应用》是国内率先系统的针对计算凝聚态物理基本问题的课程体系之一。课程确立以理论知识为先导,以实践能力提高为核心的教学理念,突出实践教学,贯彻“创新小组”和“准导师制”的培养模式。课程将是物理专业高年级学生开阔眼界,提高科学素养和科研基本能力的良好学习平台。

课程介绍

《计算物理及其应用》课程于2011年被确定为国家精品课程。本课程系统地讲授计算物理学中的基本概念、理论和处理方法。理论内容包括有限差分数值求解导论,蒙特卡洛方法,经典分子动力学方法引论,第一原理方法导论,格林函数在物理学中的应用,全局优化方法初探,多尺度计算物理综述。实践内容包括蒙特卡洛方法实例分析,经典分子动力学应用实例,第一原理方法应用实例,非平衡格林函数在电子输运中的应用,PC-cluste...

教学单元
  • 第1讲 计算物理导论
    • 01-01

      计算物理的性质和任务

    • 01-02

      计算物理的起源和形成

    • 01-03

      计算物理在物理学中的应用

  • 第2讲 蒙特卡洛方法
    • 02-01

      蒙特卡洛方法概论

    • 02-02

      随机数的产生和检验

    • 02-03

      随机变量的抽样

    • 02-04

      经典体系的蒙特卡洛模拟实例

  • 第3讲 经典分子动力学方法
    • 03-01

      分子动力学方法概论

    • 03-02

      分子动力学运动方程数值求解

    • 03-03

      分子动力学原胞与边界条件

    • 03-04

      势函数

    • 03-05

      分子动力学模拟的基本步骤

    • 03-06

      平衡态分子动力学模拟

    • 03-07

      分子动力学方法模拟实例

  • 第4讲 第一性原理计算方法
    • 04-01

      第一性原理方法概论

    • 04-02

      Hatree-Fock近似

    • 04-03

      密度泛函理论

    • 04-04

      低维系统电子结构的计算实例

    • 04-05

      低维系统电子输运的计算实例

    • 04-06

      第一性原理方法的新进展

  • 第5讲 全局优化方法
    • 05-01

      遗传算法

    • 05-02

      模拟退火算法

    • 05-03

      蚁群算法与实例

  • 第6讲 格林函数在物理学中的应用
    • 06-01

      格林函数方法简介

    • 06-02

      非平衡格林函数方法应用实例

  • 第7讲 多尺度计算
    • 07-01

      多尺度计算概论

    • 07-02

      多尺度计算方法

    • 07-03

      多尺度计算应用

  • 第8讲 附录
    • 08-01

      矩阵的特征值与特征向量的计算

    • 08-02

      常微分方程(组)的数值解法

    • 08-03

      HPCC平台工作原理及并行计算

    • 08-04

      PC-Cluster并行计算集群搭建原理

教材
  • 辅助教材
    计算物理学
    ISBN:

    978-7-03-014750-9

    主编:

    马文淦

    科学出版社
  • 辅助教材
    计算物理学
    ISBN:

    978-7-5606-2333-7

    主编:

    郭立新 李江挺 韩旭彪

    西安电子科技大学出版社
  • 辅助教材
    统计物理中的蒙特卡罗方法
    ISBN:

    978-0-521-84238-9

    主编:

    D. P. Landau K. Binder

    世界图书出版公司 剑桥大学出版社
  • 辅助教材
    电子结构
    ISBN:

    0-521-78285-6

    主编:

    R. M. Martin

    世界图书出版公司 剑桥大学出版社
  • 主教材
    计算凝聚态物理与纳米材料设计
    ISBN:

    978-7-81128-273-3

    主编:

    钟建新

    湘潭大学出版社
  • 辅助教材
    现代材料计算与设计教程
    ISBN:

    9787505376595

    主编:

    吴兴惠 项金钟

    电子工业出版社
课程信息
课程类型:

理论课

课程属性:

专业基础课/技术基础课

课程学时:

64.0

学校:

湘潭大学

学科门类:

理学

专业大类:

物理学类

专业类:

物理学

适用专业:

物理学

学习人数:

8051

评论数:

28

教学团队
  • 钟建新

    课程负责人

    教授

  • 孟利军

    主讲教师

    副教授

  • 张凯旺

    主讲教师

    教授

  • 唐 超

    主讲教师

    副教授

  • 唐 翌

    主讲教师

    教授

  • 陈元平

    主讲教师

    教授

  • 欧阳滔

    主讲教师

    讲师

  • 孙立忠

    主讲教师

    教授

  • 彭向阳

    主讲教师

    教授

  • 肖化平

    主讲教师

    讲师