PHYSIK

Mathematica EinfuhrungSoftwarekurse zum physikalischen Praktikum

Patrick Mischke

20.02.2019

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PHYSIKInstallation Verwendung

1 InstallationLinda/LindbEigener Rechner

2 VerwendungGrundlagenImport von DatenPlottenFitten

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Mathematica auf Linda/LindbAuf den Servern Linda/Lindb ist Mathematica bereits installiert,muss aber aktiviert werden:

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Eigener RechnerUnter https://serviceportal.rhrk.uni-kl.de finden sichim Software-Download Bereich Installationsdateien:

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Mathematica wird beim Starten nach einem Lizenzserver fragen.Dieser ist licserv-a.rhrk.uni-kl.de.

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Du musst die Lizenz freischalten unterhttps://licserv-a.rhrk.uni-kl.de/firewall.php:

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GrundsatzlichesFunktionen werden mit eckigen Klammern [] geschrieben.

Die Ergebnisse aller Zeilen ohne ; am Ende werdenausgegeben.

Shift+Enter fuhrt den Code aus.

F1 offnet die Hilfe, die tatsachlich hilfreich ist.

Das besondere an Mathematica ist Symbolisches Rechnen:

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Grundrechenarten:

Numerische Werte:

Variablen und Funktionen definieren und aufrufen:

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Vektoren und MatrizenVektoren sind Listen, und Matrizen Listen aus Listen. Sie werdenmit geschweiften Klammern {} geschrieben.

Mit //Grid lassen sie sich hubsch anzeigen:

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Grundrechenarten werden elementenweise angewendet:

Mit . werden die ublichen Matrix/Vektormultiplikationen notiert:

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Teile einer Liste konnen mit doppelten eckigen Klammern[[...]] ausgewahlt werden. Mit , konnen die verschiedenenDimensionen (Zeile/Spalte) getrennt werden, mit ;; kann einvon-bis Bereich angegeben werden. All wahlt alleZeilen/Spalten aus. Die Zahlung der Eintrage beginnt bei 1.

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Eine Funktion kann mit /@ auf alle Eintrage einer Listeangewendet werden:

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Import von Daten

Der Import Befehl kann mit den richtigen Einstellungen nahezualles Importieren.

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Import von Daten

Excel Dateien werden als 3D-Array eingelesen:Tabellenblatt, Zeile und Spalte

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Import von Daten

Unterstutzte Dateiformate:

3DS, ACO, Affymetrix, AgilentMicroarray, AIFF, ApacheLog, ArcGRID, AU, AVI, Base64, BDF, Binary, Bit, BMP,Byte, BYU, BZIP2, CDED, CDF, Character16, Character8, CIF, Complex128, Complex256, Complex64, CSV, CUR,DBF, DICOM, DIF, DIMACS, Directory, DOT, DXF, EDF, EPS, ExpressionML, FASTA, FASTQ, FCS, FITS, FLAC,GenBank, GeoTIFF, GIF, GPX, Graph6, Graphlet, GraphML, GRIB, GTOPO30, GXL, GZIP, HarwellBoeing, HDF,HDF5, HIN, HTML, ICC, ICNS, ICO, ICS, Integer128, Integer16, Integer24, Integer32, Integer64, Integer8,JCAMP-DX, JPEG, JPEG2000, JSON, JVX, KML, LaTeX, LEDA, List, LWO, MAT, MathML, MBOX, MDB,MESH, MGF, MIDI, MMCIF, MOL, MOL2, MP3, MPS, MTP, MTX, MX, NASACDF, NB, NDK, NetCDF, NEXUS,NOFF, OBJ, ODS, OFF, OGG, OpenEXR, Package, Pajek, PBM, PCX, PDB, PDF, PGM, PLY, PNG, PNM, PPM,PXR, QuickTime, Raw, RawBitmap, RawJSON, Real128, Real32, Real64, RIB, RSS, RTF, SCT, SDF, SDTS,SDTSDEM, SFF, SHP, SMILES, SND, SP3, Sparse6, STL, String, SurferGrid, SXC, Table, TAR, TerminatedString,Text, TGA, TGF, TIFF, TIGER, TLE, TSV, UnsignedInteger128, UnsignedInteger16, UnsignedInteger24,UnsignedInteger32, UnsignedInteger64, UnsignedInteger8, USGSDEM, UUE, VCF, VCS, VTK, WAV, Wave64, WDX,WebP, XBM, XHTML, XHTMLMathML, XLS, XLSX, XML, XPORT, XYZ, ZIP

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Plotten von Funktionen

Der Plot Befehl plottet Funktionen:

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Plotten von Funktionen

Einige Parameter vom Plot Befehl:

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Weitere Parameter vom Plot Befehl:

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Fancy Beispiel vom Plot Befehl:

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Plotten von DatenDaten lassen sich mit dem ListPlot Befehl plotten:

Es lassen sich die Optionen vom Plot Befehl nutzen.

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Fehlerbalken lassen sich mit ErrorListPlot plotten:

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Mehrere Plots lassen sich mit Show kombinieren:

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Dreidimensionale Plots lassen sich mit Plot3D erstellen:

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Zum Speichern von Plots (und allem anderen) lasst sich derExport Befehl verwenden:

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Fitten von Daten

Die Methode NonlinearModelFit erstellt Fits:

Der Fit lasst sich mit Normal auslesen:

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Fur die Parameter lassen sich einige statistische Daten auslesen

Geplottet sieht das so aus:

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