Laboratorium numerycznych symulacji procesów fizycznych

Laboratorium składa się z 10 komputerów klasy IBM PC z procesorami Pentium Celeron 350 MHz, skonfigurowanych jako bezdyskowe stacje robocze, obsługiwane przez system operacyjny Debian Linux.

W tej części Laboratorium wykorzystujemy m.in. oprogramowanie tworzone w ramach amerykańskiego projektu "CUPS" oraz najnowszą wersję pakietu Mathematica, który na UwB stosowany jest szeroko do badań naukowych w fizyce teoretycznej oraz przy nauczaniu przedmiotów komputerowych.

Zastosowania pakietu Mathematica w fizyce i w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych

Pakiet Mathematica, rozwijany od ponad 10 lat przez firmę Wolfram Research, jest wyrafinowanym narzędziem do programowania złożonych rachunków symbolicznych. Od “typowych” języków programowania wyróżnia go m. in. bogaty zestaw funkcji wykonujących symboliczne operacje (całkowanie, rozwijanie w szeregi, rozwiązywanie równań algebraicznych i różniczkowych, przekształcanie wyrażeń algebraicznych), zdolność do operowania na liczbach o dowolnej precyzji, zaawansowane techniki manipulowania listami o elementach dowolnego typu, łatwość graficznej wizualizacji danych.

W Instytucie Fizyki UwB pakiet Mathematica jest intensywnie wykorzystywany do badań naukowych, zwłaszcza przez pracowników specjalizujących się w fizyce teoretycznej. Pakietu Mathematica używamy w środowisku Unix oraz Windows. W 1995 roku w Instytucie Fizyki odbyły się międzynarodowe warsztaty ,,Tempus Workshop: Mathematica and Form in Education and Science'', poświęcone zastosowaniom pakietu Mathematica.

Od kilku lat nasz Instytut proponuje studentom pierwszego roku studiów magisterskich zajęcia laboratoryjne, poświęcone zastosowaniom pakietu Mathematica w matematyce i fizyce. Podczas zajęć studenci rozwiązują typowe problemy z analizy, algebry liniowej, teorii liczb. Programy napisane w pakiecie Mathematica służą do dyskusji wielu elementarnych zagadnień z mechaniki klasycznej czy ruchu falowego. Plan zajęć obejmuje również elementy programowania, ze szczególnym naciskiem na techniki programowania specyficzne dla pakietu Mathematica.

Niektóre spośród notebooków prezentowanych podczas Zjazdu dołączono do niniejszej płyty (znajdują się w katalogu DODATKI/MATH). Płyta zawiera też program MathReader, który umożliwia przeglądanie notebooków bez dostępu do pełnej, licencjonowanej wersji pakietu Mathematica. Dwa spośród pięciu notebooków zawierają złożone animacje. Do ich uruchomienia wymagana jest pełna wersja programu.

Komputerowe modelowanie zjawisk z różnych działów fizyki - pakiet CUPS

W ramach projektu CUPS (Consortium for Upper-level Physics Software) powstało kilkadziesiąt demonstracyjnych programów, modelujących zjawiska z najważniejszych działów fizyki. Tematyka i poziom całej serii dostosowana jest do programu pierwszych lat studiów uniwesyteckich. Programy zostały napisane w Turbo Pascalu (system MS-DOS), a większość autorów oprogramowania wywodzi się z uczelni amerykańskich.