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FÍSICA COMPUTACIONAL I

Curso 2016/2017/Cod.61041094

FÍSICA COMPUTACIONAL I

PRESENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Bienvenidos a la asignatura de Física Computacional I!

La Física Computacional es una modalidad de investigación en Física que se añade al método científico tradicional, basado en la realización de experimentos. La enorme potencia computacional de que se dispone hoy en día nos permite simular, mediante cálculos en un ordenador, el comportamiento de diversos tipos de sistemas físicos, lo que nos permite estudiarlos sin necesidad de realizar experimentos reales, muy costosos y complicados, a veces sencillamente imposibles de realizar en la práctica, sino solamente experimentos virtuales.

En esta asignatura aprenderemos a emplear un ordenador como herramienta de trabajo rutinaria en Física para realizar desarrollos matemáticos de manera analítica y también cálculos numéricos. Para ello, en la primera mitad del curso veremos, como ejemplo representativo de programa de cálculo simbólico, una introducción al programa Maxima (http://maxima.sourceforge.net/) y en la segunda parte, como ejemplo de lenguaje de programación útil para cálculo numérico, veremos una introducción al lenguaje C (http://en.wikipedia.org/wiki/C_programming_language). En la elección de estos paquetes informáticos nos hemos limitado a programas gratuitos de libre acceso que al mismo tiempo sean suficientemente representativos como herramientas de cálculo simbólico, en un caso, y como lenguaje de programación en el otro. En el caso del lenguaje de C éste se ha convertido en el lenguaje de programación estándar, de modo que más que un ejemplo representativo se trata del lenguaje de programación por excelencia. En el caso del Maxima existen alternativas comerciales algo más potentes (como p. ej. el Maple y el Mathematica) cuyo uso está mas extendido, sin embargo, para este curso hemos optado por el paquete de cálculo simbólico gratuito de código abierto. El principal objetivo es aprender a organizar el trabajo de una manera ordenada y eficiente, lo que nos resultará útil en el futuro independientemente de cuál sea el programa de cálculo simbólico que empleemos.

Para ir descubriendo poco a poco todo lo que los ordenadores nos permiten hacer en torno a la Física, en la primera parte de la asignatura veremos una introducción al cálculo simbólico (y algo de cálculo numérico también) con Maxima. Como decía E. Wigner en su famoso ensayo: “las matemáticas en física (y en general en las Ciencias Naturales) son mucho más que una mera herramienta, las matemáticas son el lenguaje en el que, aparentemente, están escritas las leyes físicas” (The Unreasonable Efectiveness of Mathematics in the Natural Sciences, Communications in Pure and Applied Mathematics 13 (1960)). Esto es un hecho, nadie sabe por qué es así, pero es así. El trabajo que se hace en Física siempre está relacionado con la manipulación de objetos matemáticos (funciones, ecuaciones diferenciales, ...), en este sentido, el uso de paquetes informáticos como el Maxima es tremendamente útil para la manipulación simbólica y numérica de expresiones, ecuaciones, ecuaciones diferenciales, etc. Un objetivo a corto plazo de la primera parte de la asignatura de Física Computacional I es servir de apoyo a las asignaturas de matemáticas básicas (álgebra, cálculo, ...) que se estudian simultáneamente en este primer curso del Grado. Para ello, procuraremos que los ejemplos con que ilustraremos el uso del Maxima sean de interés para esas asignaturas. Esperamos que esto tenga un efecto positivo adicional en la motivación del estudiante.

En la segunda parte de la asignatura veremos algunos ejemplos interesantes de experimentos virtuales, por medio de los cuales aprenderemos cómo se usa el lenguaje de programación más extendido y potente: el lenguaje C.

Abierto plazo de preinscripción de MÁSTERES OFICIALES de la UNED