Asignatura grado en física

Asignatura grado en física

FÍSICA COMPUTACIONAL II

Código Asignatura: 61042047

NOMBRE DE LA ASIGNATURA
FÍSICA COMPUTACIONAL II
CÓDIGO
61042047
CURSO ACADÉMICO
2024/2025
DEPARTAMENTO
FÍSICA FUNDAMENTAL
TÍTULO EN QUE SE IMPARTE
GRADO EN FÍSICA
CURSO
SEGUNDO CURSO
SEMESTRE 1
OBLIGATORIAS
Nº ECTS
6
HORAS
150
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE
CASTELLANO

Física Computacional II es una asignatura obligatoria que se imparte durante el primer semestre del segundo curso del Grado en Física. Tiene asociados 6 créditos ECTS (de 25 horas cada uno) y no tiene prácticas de laboratorio.

El objetivo básico de esta asignatura es el análisis y la aplicación de los métodos matemáticos que permiten la resolución de problemas en Física que no tienen solución analítica conocida o que consiguen abordar de manera aproximada el problema cuando la solución analítica es muy compleja. En esta asignatura estudiaremos los fundamentos matemáticos de diversos métodos numéricos y sus aplicaciones más generales.

Los descriptores principales de los contenidos son: Solución numérica de ecuaciones no lineales. Solución numérica de sistemas de ecuaciones. Interpolación y ajuste de curvas. Aproximación de funciones. Derivación e integración numéricas. Solución numérica de ecuaciones diferenciales ordinarias. 

Esta asignatura se puede englobar dentro de una materia general denominada Métodos Matemáticos de la Física. En esta materia, el denominador común es el estudio de métodos matemáticos relevantes para la solución de problemas en Física. En la mayoría de las aplicaciones de estos métodos o técnicas numéricas es necesario y/o conveniente el uso del ordenador para la realización de los cálculos computacionales. 

Esta asignatura es la continuación de Física Computacional I (asignatura obligatoria del segundo semestre del primer curso del Grado en Física) y está relacionada con otras asignaturas obligatorias del Grado, que son las asignaturas básicas de matemáticas de un Grado en Ciencias, como el Álgebra, el Análisis Matemático y los distintos Métodos Matemáticos (I, II, III, IV) así como la asignatura optativa denominada Física Matemática.

Considerando que el alumno ya ha tomado contacto con el mundo de la física computacional durante el primer curso del Grado, en este curso se va a prestar especial interés al contenido práctico de los métodos numéricos y a la implementación de los mismos, haciendo uso de los programas y lenguajes de programación que normalmente se utilizan en el ámbito de la física y las matemáticas (programas de cálculo simbólico y lenguajes de programación), con los que ya se trabajó en Física Computacional I.

Para valorar la utilidad de estos métodos numéricos se aplicarán a la resolución de problemas físicos, lo que nos permitirá trabajar con diferentes técnicas de computación y también manejar importantes conceptos de la física, que serán estudiados en detalle a lo largo de este Grado.

Los conocimientos sobre física computacional que se habrán adquirido después del curso resultarán de gran utilidad en otras asignaturas del Grado, como por ejemplo en Álgebra, Análisis Matemático, Física Matemática Sistemas Dinámicos. También constituirán un punto muy importante para el futuro profesional e investigador del estudiante, ya que habrá profundizado en la programación de algoritmos y también habrá adquirido mayor destreza en el manejo de herramientas y paquetes de software informático de cálculo numérico y simbólico tipo Maxima/Octave/Maple/Mathematica/Matlab.

La asignatura de Física Computacional II puede contribuir al futuro perfil profesional y/o investigador del estudiante en las siguientes líneas:

1) Resolución de problemas complejos y desarrollo de pensamiento crítico y habilidades analíticas: La Física Computacional II enseña a los estudiantes a abordar problemas físicos y matemáticos complejos utilizando métodos numéricos y computacionales y requiere un enfoque analítico y crítico. Esta capacidad para resolver problemas complejos es esencial en muchas áreas, desde la investigación científica hasta el desarrollo de tecnologías innovadoras en la industria. Esta asignatura ayuda a los estudiantes a desarrollar estas habilidades al enfrentarse a desafíos complejos y al analizar los resultados obtenidos a través de métodos computacionales.

2) Flexibilidad para adaptarse a diferentes contextos y herramientas: Al trabajar con una variedad de métodos numéricos y herramientas de programación, los estudiantes adquieren la capacidad de adaptarse a diferentes entornos de trabajo y tecnologías emergentes. Esta flexibilidad es crucial en un mundo donde la tecnología y las metodologías están en constante evolución.

3) Aplicaciones en investigación, desarrollo tecnológico y preparación para carreras interdisciplinarias: Esta asignatura proporciona una base sólida en computación y análisis numérico que es relevante en una variedad de disciplinas científicas y técnicas. Los conocimientos adquiridos son aplicables en una amplia gama de campos, incluyendo la física teórica, la ingeniería, la astrofísica, la biología computacional y muchos otros. Los estudiantes pueden utilizar estas habilidades para realizar investigaciones avanzadas, modelar fenómenos naturales y desarrollar nuevas tecnologías. Los estudiantes que completen esta asignatura estarán bien preparados para carreras interdisciplinarias que requieran un conocimiento profundo tanto de física como de informática.

4) Desarrollo de proyectos de investigación independientes: A través de proyectos y ejercicios prácticos, los estudiantes tienen la oportunidad de aplicar los conocimientos teóricos adquiridos en la asignatura a problemas reales. Esto fomenta el desarrollo de la autonomía, la creatividad y la capacidad para llevar a cabo investigaciones independientes, habilidades que son esenciales para una carrera exitosa en la investigación científica.

5) Desarrollo de habilidades computacionales avanzadas: En la era digital actual, contar con habilidades sólidas en computación es fundamental en una variedad de campos científicos y técnicos. Esta asignatura proporciona a los estudiantes la oportunidad de desarrollar habilidades avanzadas en programación, análisis de datos y modelado computacional, habilidades que son altamente valoradas en el mundo laboral y en la investigación académica

6) Competitividad en el mercado laboral: Los graduados con habilidades en física computacional son altamente demandados en la industria, el sector académico y el gobierno. Esta asignatura ofrece a los estudiantes una ventaja competitiva en el mercado laboral al proporcionarles habilidades especializadas que son cada vez más importantes en el mundo moderno.