آشنايي با فيزيك محاسباتي
فيزيك محاسباتي همانطوري كه از نامش بر ميآيد ، شامل محاسباتي است كه در فيزيك انجام ميگيرد. ميدانيم كه روش حل عددي در تمام مسائل فيزيك به پاسخ منجر نميشود. بعبارت ديگر ، موارد معدودي وجود دارد كه با توسل به روشهاي تحليلي قابل حل هستند و لذا در موارد ديگر بايد از روشهاي عددي و تقريبي استفاده كنيم. هدف فيزيك محاسباتي تشريح و توضيح اين روشها ميباشد.
به عنوان مثال ، فرض كنيد با يك خطكش طول ميزي را اندازه بگيريم، طبيعي است كه بخاطر خطاي اندازهگيري اگر 10 بار طول ميز اندازهگيري شود، در هر بار اندازهگيري مقداري كه با مقادير قبلي تفاوت جزئي دارد، حاصل خواهد شد. بنابراين براي تعيين طول واقعي نيز با بيشترين دقت بايد به روشهاي آماري متوسل شويم.
البته خطاي مربوط به اين روشها متفاوت بوده و بسته به نوع مسئلهاي كه انتگرال در آن ظاهر شده است، روش مناسب را انتخاب ميكنند. تقريبا دقيقترين روشها ، انتگرالگيري به روش مونت كارلو ميباشد، كه امروزه در اكثر موارد از اين روش استفاده ميگردد. مزيت اين روش به روشهاي ديگر در اين است كه اولا محدوديتي وجود ندارد و انتگرال هر چندگانه كه باشد، با اين روش حل ميشود. در ثاني ، اين روش نسبت به روشهاي ديگر كم هزينهتر است.
لازم به ذكر است ، شبيه سازي به روش مونت كارلو به دو صورت ميتواند مطرح باشد. حالت اول عبارت از شبيه سازي با رسم تصوير متوالي است. درست مانند مثالي كه در بالا اشاره كرديم. حالت دوم شبيه سازي آماري يا احتمالي است. بعنوان مثال ، انواع اندركنشهاي فوتون با ماده را كه به پديدههاي مختلفي مانند اثر فوتوالكتريك ، اثر كامپتون ، پديده توليد زوج و ... منجر ميگردد، با اين روش ميتوان مورد مطالعه قرار داد.
منبع: دانشنامه رشد
/س
به عنوان مثال ، فرض كنيد با يك خطكش طول ميزي را اندازه بگيريم، طبيعي است كه بخاطر خطاي اندازهگيري اگر 10 بار طول ميز اندازهگيري شود، در هر بار اندازهگيري مقداري كه با مقادير قبلي تفاوت جزئي دارد، حاصل خواهد شد. بنابراين براي تعيين طول واقعي نيز با بيشترين دقت بايد به روشهاي آماري متوسل شويم.
توزيع هاي آماري
توزيع دوجملهاي
توزيع پواسون
توزيع گاوسي
برازش
حل دستگاه معادلات
انتگرالگيري عددي
البته خطاي مربوط به اين روشها متفاوت بوده و بسته به نوع مسئلهاي كه انتگرال در آن ظاهر شده است، روش مناسب را انتخاب ميكنند. تقريبا دقيقترين روشها ، انتگرالگيري به روش مونت كارلو ميباشد، كه امروزه در اكثر موارد از اين روش استفاده ميگردد. مزيت اين روش به روشهاي ديگر در اين است كه اولا محدوديتي وجود ندارد و انتگرال هر چندگانه كه باشد، با اين روش حل ميشود. در ثاني ، اين روش نسبت به روشهاي ديگر كم هزينهتر است.
شبيه سازي
لازم به ذكر است ، شبيه سازي به روش مونت كارلو به دو صورت ميتواند مطرح باشد. حالت اول عبارت از شبيه سازي با رسم تصوير متوالي است. درست مانند مثالي كه در بالا اشاره كرديم. حالت دوم شبيه سازي آماري يا احتمالي است. بعنوان مثال ، انواع اندركنشهاي فوتون با ماده را كه به پديدههاي مختلفي مانند اثر فوتوالكتريك ، اثر كامپتون ، پديده توليد زوج و ... منجر ميگردد، با اين روش ميتوان مورد مطالعه قرار داد.
منبع: دانشنامه رشد
/س