近代物理实验一数值实验
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课程提纲引言不同时空尺度模拟方法23程序语言的选择Matlab数值分析实例近代物理实验刻升光
近代物理实验 刘升光 课程提纲 1 引言 2 不同时空尺度模拟方法 3 程序语言的选择 4 Matlab数值分析实例
1引言数值实验通常需要借助于计算机来进行计算与研究，这需要掌握以下四个方面的技能：1.建立模型2.选择计算方法3.语言编程4.结果分析c/c++/c#微观模型绘图分析解析解Fortran介观模型数值解插值拟合宏观模型Matlab概率解误差分析Python计算机硬件的发展数值计算软件更新数值实验的领域越来越广泛！数学物理方法研究近代物理实验刻升光
近代物理实验 刘升光 1 引言 数值实验通常需要借助于计算机来进行计算与研究， 这需要掌握以下四个方面的技能： 1.建立模型 2.选择计算方法 3.语言编程 4.结果分析 微观模型 介观模型 宏观模型 . 解析解 数值解 概率解 . c/c++/c# Fortran Matlab Python . 绘图分析 插值拟合 误差分析 . 计算机硬件的发展 数值计算软件更新 数学物理方法研究 数值实验的领域越来越广泛！
2不同时空尺度模拟方法按时间尺度排列mPDE equationBCAFiniteelementmodellinglRateequationsDFTmm递增MDMostrelevantregion forITERaraDiscretedislocation dynamicsDDDumKMCPDE/FEMClassicalKineticMonteCarloMolecularnmdynamicsDFT按空间尺度排列hoursnsμsmsSpsyearsDFTTimeMD递增图1不同模拟方法的时间尺度和空间尺度KMCDDD按照空间尺度的顺序来进行讲解！BCAPDE/FEM近代物理实验刻升光
近代物理实验 刘升光 2 不同时空尺度模拟方法 PDE equation 图1 不同模拟方法的时间尺度和空间尺度 按时间尺度排列 BCA DFT MD DDD KMC PDE/FEM DFT MD KMC DDD BCA PDE/FEM 按空间尺度排列 递 增 递 增 按照空间尺度的顺序来进行讲解！
DFT(DensityFunctional Theory)用电子密度分布n(r)作为基本变量，研究多粒子体系基态性质的理论。1964年，DFT在局域密度近似(LDA）下导出著名的Kohn-Sham方程，从此DFT成为凝聚态物理领域计算电子结构及其特性的最有力工具。：计算材料的结构参数（键长，键角，晶格常数，原子位置等)和构型：计算材料的状态方程和力学性质（体弹性模量和弹性常数）·计算材料的电子结构（能级、电荷密度分布、能带、电子态密度）·计算材料的光学性质·计算材料的磁学性质·计算材料的晶格动力学性质（声子谱等）·表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟)近代物理实验刻升光
近代物理实验 刘升光 一 DFT(Density Functional Theory) 用电子密度分布n(r)作为基本变量，研究多粒子体系基态性质的理论。1964年， DFT在局域密度近似(LDA)下导出著名的Kohn-Sham方程，从此DFT成为凝 聚态物理领域计算电子结构及其特性的最有力工具。 · 计算材料的结构参数(键长,键角,晶格常数，原子位置等)和构型 · 计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数) · 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度) · 计算材料的光学性质 · 计算材料的磁学性质 · 计算材料的晶格动力学性质(声子谱等) · 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟)