物理演示實驗實作（電腦模擬部分）課程大綱
大綱
電腦模擬環境的建置與使用
科學運算的程式言語與繪圖工具
力學與分子動力學的模擬實作
非線性動態系統的模擬實作
第一週
電腦模擬、虛擬實驗與物理演示（解決問題金字塔）
為什麼我們採取 LINUX + FORTRAN 的組合？
快速入門：請你跟我這樣做（含電力線）
學習要點整理及習題
延伸學習：
自由軟體的建置與設定（虛擬機器、Live CD、完整安裝）
UNIX 作業系統基本操作
範例程式賞析：電力線
電力線公式及演算法簡介
第二週
Fortran 程式語言與 PGPLOT 繪圖
程式語言快速入門
如何在 Linux 下編譯 Fortran 程式
PGPLOT 基本指令及呼叫
PGPLOT 進階指令及動畫
如何使用專門的副程式
數值運算與動態模擬的整合
行星運轉動畫
範例程式賞析：PGPLOT 範例程式示範
第三週
微分方程式的數值解法
奧依勒法
高階與一階微分方程問題的轉換
實作初試：炮彈軌跡模擬
(1) 自由落體
(2) 空氣阻力效應
(3) 向前發射
實作進階： 多粒子的分子動力
(1) 林納－鍾 斯 位勢
(2) Verlet 演算法
(3) 週期性邊界條件
(4) 巨觀量的計算
a. 總能
b. 溫度
c. 壓力 : 均功原理
範例程式賞析：分子動力
(1) 什麼是平衡 ?
(2) 三態變化
(2) 時間的不可逆性 (molecular chaos)
第四週
動態系統（動力學系統）及非線性動態系統簡介
一維映射：Logistic Map
人口變化模型
週期倍增 (periodic boubling) 與分歧 (bifurcation)
分叉 (bifurcation) 圖中的結構：碎形 (fractal) 與自我類似 (self similarity)
範例程式賞析：混沌現象