PRESENT COURSES
COMPUTATIONAL STATISTICAL MECHANICS
(first year - master in physics)
LABORATORIO DI CALCOLO
(primo anno - laurea triennale in fisica)
PAST COURSES
COMPUTING METHIDS FOR PHYSICS (2021-24)
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ATOMISTIC SIMULATIONS (2019-20)
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SIMULAZIONI ATOMISTICHE (2018-19)
Programma del corso
Descrizione: Il corso è dedicato allo studio di sistemi a molti corpi classici tramite tecniche di simulazione numerica. Verranno illustrati i metodi alla base delle tecniche di Dinamica Molecolare e Monte Carlo per sistemi atomici e molecolari. Verranno discussi la risoluzione delle equazioni del moto con algoritmi simplettici, integratori con passi di integrazione multipli, gli algoritmi per il controllo della temperatura e pressione, per la dinamica browniana, per la trattazione dei vincoli olonomi, per la dinamica dei corpi rigidi, per la valutazioni numeriche dell’ energia libera di fluidi e solidi, per lo studio dei diagrammi di fase.
Obiettivi formativi:
Lo studente apprendera’ la teoria alla base delle tecniche numeriche di Dinamica Molecolare (MD) e Monte Carlo (MC) e l’implementazione di tali conoscenze, con l’ obiettivo di arrivare a scrivere un proprio codice di simulazione MD e di utilizzarlo per lo studio della struttura e della dinamica del modello scelto. Alla fine del corso lo studente sara’ anche in grado di utilizzare i piu’ comuni programmi attualmente disponibili per lo studio di sistemi complessi (inclusi sistemi colloidali e biomolecolari) avendo sviluppato una piena conoscenza degli algoritmi e delle tecniche numeriche su cui tali programmi sono costruiti.
BIBLIOGRAFIA
- Understanding Molecular Simulation, D. Frenkel and B. Smit, Academic Press
- Computer Simulation of Liquids, M. P. Allen and D. J. Tildesley, Clarendon Press - Oxford
- The Art of Molecular Dynamics Simulation, D. C. Rapapaport, Cambridge University Press
- Theory of Simple Liquids, J.-P. Hansen and I. R. McDonald, Academic Press
- Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation, Mark Tuckerman, Oxford Graduate Press - Oxford
- Dispense del Corso
- Articoli utilizzati durante il corso
COMPUTATIONAL PHYSICS OF MATTER
The course “Computational Physics of Matter” is intended to provide to the master students in Physics some basic techniques to solve numerically problems which can be encountered in the Physics of Matter. The course can be divided in three distinct parts: a first part which is dedicated to illustrate simple numerical methods to solve some types of linear partial differential equation (e.g. diffusion equation or Schrodinger equation), a second part where numerical methods to integrate stochastic differential equations are shown and a third part, which is devoted to describe the basics of Molecular Dynamics and Monte Carlo simulations.
COURSE REFERENCES
- Understanding Molecular Simulation, D. Frenkel and B. Smit, Academic Press
- Computer Simulation of Liquids, M. P. Allen and D. J. Tildesley, Clarendon Press - Oxford
- The Art of Molecular Dynamics Simulation, D. C. Rapapaport, Cambridge University Press
- Theory of Simple Liquids, J.-P. Hansen and I. R. McDonald, Academic Press
- Computational Physics - Problem Solving with Computers, R. H. Landau and M. J. Paez, John Wiley & Sons, Inc.
- Note del corso di Fisica Computazionale della Materia
- Computational Physics of Matter Notes
- Slides of introductory lectures ( POWERPOINT or PDF )
FISICA GENERALE - MODULO I (MECCANICA E TERMODINAMICA)
CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE
PROGRAMMA DEL CORSO
- Cinematica del punto materiale
- Dinamica Classica e la legge delle Forze
- Le forze: esempi e applicazioni
- Urti elastici e anelastici, conservazione del momento lineare
- Corpo rigido, moto rotazionale e conservazione del momento angolare
- Lavoro ed energia cinetica
- Conservazione dell’energia meccanica
- Cenni di Meccanica dei fluidi
- Onde
VALUTAZIONE FINALE
L’esame consiste in un esame orale che verte sugli argomenti del primo e del secondo modulo del corso trattati nelle lezioni frontali e mira a verificare che lo studente abbia padronanza dei concetti teorici e sia in grado di applicarli alla risoluzione di problemi semplici.
Prova di esonero: durante questo modulo verrá svolta una prova di esonero nel mese di Aprile. Ci sará poi un secondo esonero relativo al secondo modulo del corso. Alle prove di esonero verrá assegnato un voto in trentesimi. Gli studenti che superano gli esoneri relativi ad i due moduli del corso con un voto maggiore di una certa soglia possono registrare direttamente il voto complessivo senza dover sostenere un orale. Gli studenti possono comunque sostenere l’orale per provare a migliorare il voto degli esoneri. Gli studenti che superano gli esoneri con un voto inferiore ad una certa soglia devono sostenere un orale integrativo. Gli studenti che non superano o non svolgono gli esoneri devono sostere l’orale. L’esonero rimane valido per gli appelli di Giugno e di Luglio.
Esame orale: gli studenti che hanno superato solo uno dei due esoneri devono presentare all’orale solo il programma del modulo corrispondente che non hanno passato. Gli studenti che non hanno superato o non hanno svolto gli esoneri devono presentare tutto il programma relativo al primo e al secondo modulo del corso.
TESTI CONSIGLIATI
- Ferrari V., Luci C, Mariani C., Fisica vol. I e vol. II, editore Idelson-Gnocchi, 2009
- Serway e Jewett, Principi di Fisica, editore EDISES