Темы проектов
Проект второго семестра – одна задача на два месяца: физика явления, программа, проверка на случае с известным ответом, собственное исследование и защита. Каждая тема – вопрос, на который вы получите ответ сами, расчётом. Звёздочки – сложность: ★★ посильно за два месяца при ровной работе, ★★★ – для тех, кто готов разбираться больше.
Кулоновское взаимодействие
Кулоновский кристалл: заряды в ловушке
Одноимённые заряды в ловушке сами выстраиваются в кольца – «искусственный атом», на котором работают ионные квантовые компьютеры.
Резерфордовское рассеяние: как открыли атомное ядро
Повторите на компьютере опыт, которым открыли атомное ядро: тысячи альфа-частиц и гистограмма углов рассеяния.
Циклотрон: как разгоняют частицы
Спираль частицы в магнитном поле и вопрос, почему обычный циклотрон перестаёт её разгонять.
Статистические методы
Диффузия и броуновское движение
Случайное блуждание частиц и то, как препятствия пористой среды замедляют диффузию.
Как газ приходит к равновесию: распределение Максвелла
Газ, где все молекулы стартуют с одной скоростью, на глазах приходит к распределению Максвелла.
Модель Изинга: почему магнит теряет намагниченность
Решётка спинов, которая при нагреве скачком теряет намагниченность, – фазовый переход, для которого известен точный ответ.
Перколяция и лесной пожар
При какой густоте леса пожар проходит насквозь – резкий порог, который можно найти расчётом.
Защита от излучения: метод Монте-Карло
Метод Монте-Карло в задаче, где он родился: сколько излучения пройдёт через экран.
Поля на сетке
Теплопроводность: как устроен радиатор процессора
Тепловая карта радиатора и поиск длины рёбер, которая охлаждает лучше всего.
Электрический пробой и фигуры Лихтенберга
Ветвящийся разряд, как в оргстекле после пробоя, и его фрактальная размерность.
Дорожка Кармана: почему провода поют на ветру
Вихри, которые срываются за цилиндром то сверху, то снизу, – и закон их частоты.
Динамика и хаос
Троянские астероиды: задача трёх тел
Астероиды, которые тысячи лет держатся в 60° от Юпитера, и граница их устойчивости.
Двойной маятник: карта хаоса
Два маятника, сцепленные друг с другом, – простейший детерминированный хаос и его карта.
Синхронизация: метрономы, светлячки, мост
Как колебания с разными частотами вдруг начинают идти в такт – от метрономов до моста Миллениум.