Numerische Physik mit Octave und MATLAB: Klassische Mechanik und Quantenmechanik

In vielen Bereichen der Physik ist eine numerische Behandlung eines Problems hilfreich. Das gilt zum einen für die aktuelle Forschung, aber auch für das Studium. Computer erlauben und ermöglichen es den Studierenden, durch eigene numerische Experimente ein besseres und tieferes Verständnis physikalischer Phänomene zu gewinnen.

Hierzu liefern das weit verbreitete Softwarepaket MATLAB, das an den meisten Universitäten verfügbar ist. Es lassen sich mit wenigen, einfach erlernbaren Grundkenntnissen viele numerische Aufgaben bewältigen.

Numerische Physik mit Octave und MATLAB gibt vielfältige Anregungen und vermittelt die notwendigen numerischen Techniken. Die Themenwahl spannt einen weiten Bogen von der klassischen Einteilchendynamik bis hin zu quantenmechanischen Vielteilchenproblemen, wie beispielsweise Bose-Einstein-Kondensaten. Behandelt werden neben den bekannten regulären Systemen auch solche mit (nichtlinearer) klassisch chaotischer Dynamik und ihre Signaturen in der (linearen) Quantenmechanik, also Fragen des Quantenchaos.

Vorausgesetzt werden bei den Leser:innen nur Kenntnisse der elementaren Grundzüge der klassischen und Quantenphysik sowie der dazu benötigten Mathematik. In die speziellen ausgewählten Themen wird in verständlicher Weise eingeführt.

Insgesamt wird Wert auf eine möglichst klare und lesbare Darstellung gelegt, unterstützt durch viele Illustrationen, ausführliche Beispiele und Übungsaufgaben mit Lösungen. In allen Fällen wird der verwendete Programmcode im Text gelistet und erläutert, ergänzt durch praktische Tipps und Hinweise auf eigene erweiterte numerische Experimente.