Overordnede kursusmål
At introducere begreber, værktøjer og metoder fra anvendt matematik
for teknisk fysik studerende.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- bestemme om en ligning er lineær eller ikke-lineær og forstå
forskellen mellem de to typer systemer.
- løse lineære ordinære differential ligninger med Laplace
transformation og impulse response.
- løse lineære ligninger med Fourier transformation og forstå
relationen mellem en funktion og dens Fourier spektrum.
- løse lineære ligninger 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 i atomare
systemer.
- anvende variationsregning med kollektive koordinater til at
finde og analysere løsninger til ikke-lineære partielle
differentialligninger.
Kursusindhold
Fourier- og Laplace integraltransformationer. Sturm-Liouville
problemer og separation af variable. Bessel funktioner. Green's
funktion. Variationsregning.
De 5 større projekter omhandler brugen af de indlærte metoder til
analyse af bl.a.
elektriske kredsløb, Bose-Einstein kondensater, Optiske fibre,
elektromagnetisk bølgeudbredelse, ulineære krystaller,
samt beskrivelse af laser stråler og frie elektroner.
Bemærkninger
Lærebog:
Arfken & Weber: Mathematical Methods for Physicists, 6th Ed.,
Elsevier.
Sidst opdateret
08. november, 2016