Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
Fizikte Bilgisayar Simülasyonları
Ders Kodu: FİZ424
Ders Türü: Seçmeli
Ders Grubu: Lisans
Eğitim Dili: Türkçe
Staj Durumu: Yok
Teori: 3
Uyg.: 0
Kredi: 3
Laboratuvar: 0
AKTS: 4
Amaç

Dersin amacı, fizik problemlerinin bilgisayar simülasyonları ile çözümünde kullanılan sayısal yöntemleri öğretmek ve öğrencilere algoritma geliştirme, Python programlama, diferansiyel denklem çözümleri, matris işlemleri, veri analizi, rasgele süreçlerin simülasyonu ve Monte Carlo yöntemleri konularında uygulamalı beceri kazandırmaktır.

Özet İçerik

Bilgisayarın çalışma prensibi, algoritma geliştirme ve Python programlama temelleri. Diferansiyel denklemlerin sayısal çözümleri (sınır değer problemleri, Schrödinger denklemi). Matris işlemleri, determinant, ters, özdeğer ve özvektör hesaplamaları. Veri analizinde interpolasyon ve eğri uydurma yöntemleri. Rasgele olaylar, rasgele yürüyüş ve difüzyon simülasyonları. Monte Carlo yöntemi ile integral hesaplama ve Ising modeli simülasyonu

Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Prof. Dr. Cesur EKİZ
Öğrenme Çıktıları
1.Bilgisayarın çalışma prensibini ve simülasyonların temel mantığını açıklar.
2.Bir fizik problemini çözmek için algoritma oluşturur ve akış diyagramı ile gösterir.
3.Python programlama dilinin temel yapısını kullanarak basit programlar yazar.
4.Diferansiyel denklemlerin sayısal çözümünde sınır değer ve özdeğer problemlerini ayırt eder, bir telde kararlı dalgalar problemine uygular
5.Schrödinger denkleminin sayısal çözümünü basit kuantum sistemleri için gerçekleştirir.
6.Bir matrisin determinantını, tersini, özdeğer ve özvektörlerini sayısal olarak hesaplar, normal salınım kiplerini belirler.
7.Veri analizinde interpolasyon ve eğri uydurma yöntemlerini uygular.
8.Rasgele olayları modeller, rasgele yürüyüş ve difüzyon süreçlerini simüle eder ve sonuçları yorumlar.
9.Monte Carlo yöntemini kullanarak integral hesaplaması yapar ve yöntemi Ising modeline uygular.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
1.Fortran ve Python ile Sayısal Fizik, B. Karaoğlu, Seçkin Yayıncılık, Ankara 2013
2.Computational Physics: Problem Solving with Python, Rubin H. Landau, M. J. Paez, C.C. Bordeianu, Wiley
3.Numerical Methods for Physics, A. L. Garcia
4.An Introduction to Computer Simulations Methods,H.Gould,J.Tobochnick,Addison-Wesley,1996,New York
5.Computational Physics with PYTHON, M. Newman, CreateSpace Publishing (2012).
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
1. Hafta - Teorik
Bilgisayarın çalışma prensibi ve simülasyonlara genel bakış
2. Hafta - Teorik
Algoritma oluşturma
3. Hafta - Teorik
Python’a Giriş
4. Hafta - Teorik
Diferansiyel Denklemler, Sınır değer ve Özdeğer problemleri, Bir Telde Kararlı Dalgalar
5. Hafta - Teorik
Schrödinger Denkleminin Sayısal Çözümleri
6. Hafta - Teorik
Matrisler, Gauss Elemesi
7. Hafta - Teorik
Bir matrisin Determinantı ve Tersi
8. Hafta - Teorik
Bir Matrisin Özdeğer ve Özvektörleri, Normal Salınım Kipleri (Arasınav)
9. Hafta - Teorik
Veri Analizi, İnterpolasyon
10. Hafta - Teorik
Eğri Uydurma
11. Hafta - Teorik
Rasgele Olaylar ve Simülasyon
12. Hafta - Teorik
Rasgele Yürüyüş ve Difüzyon
13. Hafta - Teorik
Monte Carlo İntegrasyon Yöntemi
14. Hafta - Teorik
Monte Carlo Simülasyonu-Ising Modeli
Değerlendirme
Değerlendirme TürüAdetYüzde
Ödev1%5
Kısa Sınav (Quiz)1%5
Ara Sınav (Vize)1%30
Dönem Sonu Sınavı (Final)1%60
İş Yükü Hesaplaması
EtkinlikSayısıÖn HazırlıkSüreToplam Iş Yükü (Saat)
Kuramsal Ders140342
Ödev1404
Kısa Sınav1314
Ara Sınav120222
Dönem Sonu Sınavı126228
TOPLAM İŞ YÜKÜ (Saat)100
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
PÇ-1
PÇ-2
PÇ-3
PÇ-4
PÇ-5
PÇ-6
PÇ-7
PÇ-8
PÇ-9
PÇ-10
PÇ-11
OÇ-1
3
4
2
1
3
2
3
2
3
3
1
OÇ-2
3
4
3
2
4
3
3
2
3
4
1
OÇ-3
3
5
4
2
5
3
3
2
3
4
1
OÇ-4
4
5
4
2
4
3
3
2
3
3
1
OÇ-5
4
4
3
2
4
3
3
2
3
3
1
OÇ-6
3
3
3
2
5
3
3
2
3
3
1
OÇ-7
3
3
4
3
5
3
3
2
4
4
1
OÇ-8
3
3
4
4
5
3
3
2
3
4
2
OÇ-9
4
4
5
4
5
3
3
2
3
4
3
Adnan Menderes Üniversitesi - Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
2026