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TODO

Ziel: Abdeckung der grundlegenden Methoden auf eine breite Auswahl von Bereichen der Physik.

• Header auf Deutsch

• Grundlegende README Ausführung

• Rerender und Cleanup der einzelnen Projekte

  • Rerender Bahnkurve
  • Rerender Pendel
  • E-Feld mit weißer Umrandung um Ladungen
  • korrekte Farben in E-Feld
  • Potentialtopf ohne Legende
  • unpublish Kochkurve
  • Game of Life: Änderung der Variablennamen und mehr Kommentare

• Koch Kurve mit Matplotlib und nicht Turtle

• Projekt: Monte-Carlo Integration Kreisfläche

• Projekt: 3D-Bahnkurve

• Projekt: Einfache Splineinterpolation

• Projekt: Euler-Verfahren Beispiel https://cppsecrets.com/users/203121971151041199711011610410311710010510397109971081089764103109971051084699111109/Python-SciPy-Interpolation.php

• Projekt: Goldener Winkel Animation Samenposition

• Projekt: Diffusion von Pixeln

• Projekt: Taylor-Entwicklung einer komplizierten Funktion mit Sympy

• Projekt: Raue fraktale Oberfläche (siehe Tirggs "Mathematical Tools for Physicsts")

• Projekt: Vergleichsplot zu Zufallsverteilungen

• Projekt: Random-Number-Generator

• Projekt: 3D-Vis eines Attraktors (Chaos)

• Projekt: Bewegungsgerichtete Splineinterpolation

• Projekt: 3D-Bahnsplineinterpolation eines kurzen Random-Walks (Trace Interpolation)

• Projekt: Univariate Splineinterpolation

• Projekt: Gridsplitinterpolation

• Projekt: 2D-Plot radialer Wellenfunktionen Orbitale (Radial Distribution)

• Projekt: 3D-Plot Atomorbiale

• Projekt: Wasserstoffatom Plakat

• Projekt: Magnetpendel

• Projekt: Julia-Menge

• Projekt: 2D-Poisson-Gleichung mit Jacobi-Iteration

• Projekt: Brachistrom Problem

• Projekt: Metall im Plattenkondensator (Feld und Gegenfeld) - Messen der Permittivität abhängig von Material etc.

• Projekt: Ausbreitung elektr. magn. Wellen in Schwelle Dielektrikum mit Maxwell --> Snellius'sches Brechungsgesetz

• Projekt: Numverical Qudrature Rule, Numerical Integration: https://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_integration https://www.scratchapixel.com/lessons/mathematics-physics-for-computer-graphics/monte-carlo-methods-in-practice/monte-carlo-integration

• Projekt: Sound im Oszilloskop - Konvertierung von Stereosound zu Oszilloskop-Animation

• Projekt: Kontinuirliche Potentialstufen anstatt Block. Lösung der Schrödingergleichung

• Projekt: Gravitationssimlulation von hunderten Partikeln

• Projekt: Stabile Periodische Gravsim (Analytisch?)

• Projekt: Schwingende Seite, 1D-Wellenfunktion!

• Projekt: Galaxien mit Barnes-Hut Algorithmus

  • https://kpully.github.io/Quadtrees/

• Projekt: Quantenmechanik einer Solarzelle

• Projekt: Numerische Lösungsmethoden der Schrödingergleichung

• Projekt: Planetenbahnfiguren mit ERDE als Zentrum: https://johncarlosbaez.wordpress.com/2014/01/04/the-pentagram-of-venus/

• Projekt: Primefaktoren als rekursive Kreise

  • https://twitter.com/FogleBird/status/1204968281351868416/photo/1
  • https://twitter.com/FogleBird/status/1204498031732776961/photo/1
  • https://twitter.com/FogleBird/status/1204253487703478274

• Projekt: Schwabl, Quantenmechanik S.134, Bestimmen Sie die Quantenzahl n_0 , die der Bewegung der Erde um die Sonne entspricht.

• Projekt: 3-Body Neural Net Solver Comparison to normal solvers --> Extension to n-Body

  • https://www.technologyreview.com/s/614597/a-neural-net-solves-the-three-body-problem-100-million-times-faster/
  • https://arxiv.org/pdf/1910.07291.pdf

• Projekt: Ehrenfest Paradoxon, Animation und Twitter Thread!!!

• Projekt: chaotic n-Pendulum (dangling string) finding eqm and using lagrage dichte + animation Twitter Thread!!!

• PUBLISH A BLOGPOST ON MATPLOTLIB BLOG!

• WEBSITE on GitHub

• Projekt: QUICK CHALK ART (Grafitty) --> Ende des Semesters

  1. Dissolve chalk fill it into a spray bottle and see, if you can spray the chalk on a black board.
  2. Create stencils to create amazing chalk board art all around the university. (Or potentially any place!)
  3. Use this as guerilla marketing!!!

  Erstmal ohne Farbe. Problematisch zu mischen und zu entfernen!

  • https://www.wineandglue.com/sidewalk-chalk-spray/
  • http://www.madehow.com/Volume-1/Chalk.html --> calcium sulfate instead of calciuj carbonate + clay and oils and pigments
  • https://www.instagram.com/carolinarodesign/
  • https://www.amazon.com/Abrivo-Sports-WSprayChalk-Chalk-All/dp/B00H3LEI4I/ref=as_li_ss_tl?ie=UTF8&linkCode=sl1&tag=2012mayandisa-20&linkId=575d7270d93a802d2ce1298f826bb9cf
  • https://www.amazon.com/Testors-306006-Spray-Chalk-Color/dp/B06XH3881X/ref=as_li_ss_tl?ie=UTF8&qid=1493691459&sr=8-1&keywords=spray%2Bchalk%2Bset&linkCode=sl1&tag=2012mayandisa-20&linkId=b2ff47e0e8b2f69279adedee37e5e8ce&th=1 --> CHALK STENCIL (STEMPELKISSEN UND STEMPEL FÜR KREIDE)

• Project: Tree Growth Simulation

• Topic: !!Continuum Mechanics!!

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Neues Hauptthema:

• Fortgeschrittene Numerik
• Numerik partieller Differentialgleichungen

Für 2020:

• Implementierungen zur Optimierung einzelner Probleme mit C anstatt Python!
• Realistischere Visualisierungen mit Python in Blender 2.8.
• Physikprobleme / Challenges
  • https://webhome.phy.duke.edu/~hsg/physics-challenges/challenges.html
  • https://webhome.phy.duke.edu/~hsg/physics-challenges/other-references.html
• Wie lässt sich dieses Wissen angewandt in der Forschung nutzen?: Wir suchen uns Paper raus und reproduzieren diese.
• Creative Coding with Blender!
• Mathematica!

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ORIGINAL README

Bereits im Grundstudium der Physik finden sich wieder und wieder Probleme, die sich möglicherweise mathematisch leicht lösen lassen, aber dennoch nur schwer vorstellbar sind. Andere Male ist es erst gar nicht möglich analytische Lösungen zu finden und es werden numerisch Näherungen gesucht. Der Computer kann uns die langweiligen Rechenarbeiten abnehmen und uns zeigen, was wir uns vorher nur grob vorstellen konnten. Hier also eine Sammlung verschiedener Skripte der Computerphysik und angrenzender Bereiche, welche nötige Grundlagen bieten.

Themen

• Visualisieren
  • Daten und Funktionen
  • Vektoren
  • Vektorfelder
  • 3D-Darstellungen
  • Animationen
• Numerische Standardverfahren
  • Näherungen von Ableitungen
  • Splineinterpolation
• Numerik gewöhnlicher Differenzialgleichungen
  • Euler-Verfahren
  • Mehrschrittverfahren
  • Runge-Kutta Verfahren (bald)
• Zufall und stochastische Methoden
  • Verteilungen (bald)
  • Generatoren (bald)
  • Random Walk
  • Monte-Carlo-Integration
• Nichtlineare Dynamik
  • Chaos
  • Fraktale
• Gleichungslöser
  • Algebra

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Derzeit komplett in Python geschrieben. Um die Skripte lesen und ausführen zu können werden aber außerdem benötigt:

• Matplotlib - Abbildungen
• Numpy - Numerische Algebra
• Sympy - Symbolische Algebra
• Scipy - Allgemeine Library für wissenschaftliche Programmierung
• Jupyter Notebook - Interaktives Programmieren

Autor

Quentin Wach - https://www.quentinwach.com ** + Website mit ausführlichen Erklärungen und Animationen zur Computerphysik. Wie online e-Book **