34031 Anvendt matematik for fysikere

2016/2017

Kursusinformation
Applied Mathematics for Physicists
Engelsk
5
Bachelor
Kurset udbydes under tompladsordningen
F3A (tirs 8-12)
Campus Lyngby
13 formiddags sessioner (8-12) med først 3 forelæsninger (35 minutter hver) og derefter grupperegning (2 timer) om 5 projekter.
13-uger
F3A
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Skriftlig eksamen (60%). Rapporter (40%).
4 timer
Skriftlige hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
02647
01005.10036.10020
Ole Bang , Lyngby Campus, Bygning 343, Tlf. (+45) 4525 6373 , oban@fotonik.dtu.dk

34 Institut for Fotonik
I studieplanlæggeren
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