Anvendt matematik for fysikere
Overordnede kursusmål
At introducere begreber, værktøjer og metoder fra anvendt matematik for teknisk fysik studerende.
See course description in English
Læringsmål
- Bestemme om en operator og en ligning er lineær eller ikke-lineær og forstå forskellen mellem de to typer.
- Løse lineære ligninger med Fourier transformation og forstå relationen mellem en funktion og dens Fourier spektrum.
- Løse lineære ordinære differentialligninger med Green’s funktion.
- Udlede egenskaberne af Sturm-Liouville operatorer og deres tilhørende egenværdipoblemer.
- Løse lineære partielle differentialligninger med separation af de variable.
- Løse singulære, lineære, ordinære differentialligninger med Frobenius’ metode.
- Kende Bessel’s ligninger og kunne anvende Bessel funktioner.
- Udlede Euler-Lagrange ligninger og forstå variationsregning og Hamilton’s princip for multi-dimensionale systemer med flere variable.
- Anvende Rayleigh-Ritz variationsregning til at finde grundtilstands egenfunktioner og egenværdier.
- Anvende variationsregning med kollektive koordinater til at finde og analysere løsninger til ikke-lineære partielle differentialligninger.
Kursusindhold
Fourier transformation og generelle integraltransformationer. Sturm-Liouville problemer og separation af variable. Bessel funktioner. Green’s funktion. Variationsregning.
De 4 større projekter omhandler brugen af de indlærte metoder til analyse af Bose-Einstein kondensater, Optiske fibre, elektromagnetisk bølgeudbredelse, ulineære krystaller,
samt beskrivelse af laser stråler og frie elektroner.
Anbefalede forudsætninger
01005/10036/10020
Undervisningsform
13 formiddags sessioner (8-12) med først 3 forelæsninger (35 minutter hver) og derefter grupperegning (2 timer) om 4 projekter.
Fakultet
Bemærkninger
Lærebog:
Arfken & Weber: Mathematical Methods for Physicists, 6th Ed., Elsevier.