Mathematica Einführung - Softwarekurse zum physikalischen ... · PHYSIK Installation Verwendung 1...
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PHYSIK
Mathematica EinfuhrungSoftwarekurse zum physikalischen Praktikum
Patrick Mischke
20.02.2019
Patrick Mischke Mathematica Einfuhrung 20.02.2019 1/ 26
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PHYSIKInstallation Verwendung
1 InstallationLinda/LindbEigener Rechner
2 VerwendungGrundlagenImport von DatenPlottenFitten
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PHYSIKInstallation Verwendung
Mathematica auf Linda/LindbAuf den Servern Linda/Lindb ist Mathematica bereits installiert,muss aber aktiviert werden:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Eigener RechnerUnter https://serviceportal.rhrk.uni-kl.de finden sichim Software-Download Bereich Installationsdateien:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Mathematica wird beim Starten nach einem Lizenzserver fragen.Dieser ist licserv-a.rhrk.uni-kl.de.
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PHYSIKInstallation Verwendung
Du musst die Lizenz freischalten unterhttps://licserv-a.rhrk.uni-kl.de/firewall.php:
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PHYSIKInstallation Verwendung
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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PHYSIKInstallation Verwendung
Grundrechenarten:
Numerische Werte:
Variablen und Funktionen definieren und aufrufen:
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PHYSIKInstallation Verwendung
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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PHYSIKInstallation Verwendung
Grundrechenarten werden elementenweise angewendet:
Mit . werden die ublichen Matrix/Vektormultiplikationen notiert:
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PHYSIKInstallation Verwendung
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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PHYSIKInstallation Verwendung
Eine Funktion kann mit /@ auf alle Eintrage einer Listeangewendet werden:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Import von Daten
Der Import Befehl kann mit den richtigen Einstellungen nahezualles Importieren.
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PHYSIKInstallation Verwendung
Import von Daten
Excel Dateien werden als 3D-Array eingelesen:Tabellenblatt, Zeile und Spalte
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PHYSIKInstallation Verwendung
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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PHYSIKInstallation Verwendung
Plotten von Funktionen
Der Plot Befehl plottet Funktionen:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Plotten von Funktionen
Einige Parameter vom Plot Befehl:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Weitere Parameter vom Plot Befehl:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Fancy Beispiel vom Plot Befehl:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Plotten von DatenDaten lassen sich mit dem ListPlot Befehl plotten:
Es lassen sich die Optionen vom Plot Befehl nutzen.
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PHYSIKInstallation Verwendung
Fehlerbalken lassen sich mit ErrorListPlot plotten:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Mehrere Plots lassen sich mit Show kombinieren:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Dreidimensionale Plots lassen sich mit Plot3D erstellen:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Zum Speichern von Plots (und allem anderen) lasst sich derExport Befehl verwenden:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Fitten von Daten
Die Methode NonlinearModelFit erstellt Fits:
Der Fit lasst sich mit Normal auslesen:
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PHYSIKInstallation Verwendung
Fur die Parameter lassen sich einige statistische Daten auslesen
Geplottet sieht das so aus:
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