Actividad 06: Series de Fourier... y me despido

En esta sexta (y última) actividad, se buscó la solución analítica a la ecuación diferencial del sistema con el que cada uno de nosotros estuvimos trabajando. En mi caso continúe estudiando el péndulo físico (con el que llegué a familiarizarme mucho), y aunque me costó trabajo y tiempo, al final obtuve lo que creo son unos buenos resultados. Para resolver el problema decidí agregarle un término de forzamiento a la ecuación y linealizarla con una aproximación a bajas amplitudes, terminando con un péndulo físico forzado con amplitud no muy grande.

Una de las gráficas presentadas en el documento.

Habiendo explorado un poco mas sobre wxMaxima, te ha convencido su utilidad en el desarrollo de cálculos complejos y tediosos. ¿Consideras su utilidad posterior al terminar este curso?
Sí, es muy poderoso para realizar operaciones y las gráficas que hace con gnuplot son muy buenas. Quedé satisfecho con el programa, aunque debo decir que algunas veces lo sentí un poco tosco, en más de una ocasión se reinició o trabó.

¿Qué descubriste nuevo en esta actividad? ¿Deseas comentar?
El análisis de Fourier me pareció muy interesante, la manera en la que podemos expresar una función periódica como una superposición de funciones más simples me parece que puede ser de mucha utilidad a la hora de enfrentarse a algunos problemas.

¿Qué te gusto o no te gusto de esta actividad?
Aunque al principio tuve muchas dificultades con las series de Fourier, debo confesar que una vez que las entendí bien, me encantaron. El ver cómo la suma de senos y cosenos se va aproximando a la función original (después de muchos cálculos y uno que otro dolor de cabeza) me pareció gratificante. Fue una actividad que me tuvo la mente ocupada muchos días, pero fue hasta cierto punto un reto entretenido, me sentí motivado. 

¿Como te sientes en general, al concluir el curso de Física Computacional? ¿Sientes que aprendiste?
La verdad muy bien, siento que he aprendido mucho. El uso de LaTeX es probablemente una de las cosas más útiles que he aprendido en este semestre. He aprendido más sobre los programas que se usan en la ciencia y además aprendí y repasé muchos temas como los eigenvalores (y su interpretación), la solución de ecuaciones diferenciales y el desarrollo por series de Fourier de una función.

¿Te gustó el formato de este curso? ¿Que aspectos te gustaron? ¿Cuáles no? 
Sí, me gustó el hecho de que cada uno puede seguir su propio ritmo, además el formato del curso permitió que hubiera mucho espacio para responder dudas y en un curso como este creo que eso es importante.

De 0 a 100: ¿cómo calificarías el curso?, ¿los contenidos?, ¿las herramientas utilizadas?, ¿el ambiente del grupo?
Tanto el ambiente como los contenidos del curso me parecieron en general muy buenos, y las herramientas que utilizamos fueron de gran ayuda para resolver los problemas. Mis favoritas fueron wxMaxima y LaTeX (me hice fan de este último). La única herramienta que no me gustó fue Python, se me hizo considerablemente más difícil de utilizar que las demás y algo tosco, aunque quizás fue un mal necesario. Esa herramienta tal vez fue lo único que no me gustó, pero no le puedo bajar puntos al curso por una cosa como esa, así que le pongo un 100.
¿Que recomiendas para futuros cursos de Física Computacional?
Tal vez cambiar Python por otra herramienta. Me hubiera gustado trabajar con Mathematica, no sé qué tan comparables sean ya que no estoy familiarizado con este último pero parece ser una herramienta interesante y útil.
De todo, ¿qué fue lo que más te gusto?
Me gustó el formato del curso, y los temas a elegir a la hora de hacer las actividades se me hicieron muy interesantes. Siento que eso hizo que cada quien se familiarizara mucho un problema y lo "hiciera suyo", y creo que cuando adoptas un problema y batallas mucho con él, al final obtienes cierta satisfacción cuando logras entenderlo y solucionarlo.

De todo, ¿que fue lo que no te gusto?
En cuanto a contenidos y el ambiente, todo me pareció muy bueno. Sobre las herramientas, la única que nunca me terminó de gustar fue Python, se me hizo un programa mucho más complicado de aprender que los otros que utilizamos.

PDF en Mahara

Actividad 05: Puntos críticos

En esta actividad se realizó un análisis de los puntos críticos del sistema elegido, en mi caso el péndulo físico. Con ayuda de wxMaxima se facilitaron los cálculos de eigenvalores de la matriz jacobiana del sistema, mismos que se utilizaron como base en el análisis de puntos críticos. Los resultados, así como el código utilizado para los cálculo, los anexé en una sección nueva del documento en el cual he estado trabajando desde hace algunas semanas.

Diagrama especialmente editado para la actividad 05. (original aquí)

¿Como ha sido tu experiencia en el uso de wxMaxima?

Muy buena, la verdad. Ya había trabajado un poco con este software, por lo que me encontraba más familiarizado con él que con Python, por dar un ejemplo.

¿Que piensas de la utilidad de los sistemas de álgebra computacional como wxMaxima?

Me gusta la manera en la que wxMaxima maneja los sistemas algebraicos, ya que es una forma muy simbólica y gráfica; puedes ver los arreglos de la misma forma en la que los escribirías en papel.

¿Cuáles fueron tus dificultades con su uso?

No muchas, tal vez recordar algunos comandos y la manera en la que se introducen ciertos datos. Cuestión de repasar el lenguaje.

¿La documentación en línea sobre wxMaxima o Maxima es suficiente?, ¿Que detalles no encontraste?

Considero que hay suficiente información sobre el uso de wxMaxima en internet, no es difícil encontrar documentación útil.

¿Consideras que wxMaxima es un lenguaje de programación científica? ¿Por qué lo dirías? ¿Qué te indica eso?

Sí, por la manera simbólica y de interpretación que tiene para introducir los datos y el hecho de que haga cálculos de una forma rápida. Además tiene muchas opciones como derivación, integración y arreglos complejos.

¿Qué no te ha gustado de esta Actividad?

Me pareció una actividad relativamente sencilla, ya que me encontraba familiarizado con el entorno de wxMaxima y el cálculo de matrices jacobianas. Me gustó la actividad, el análisis de puntos críticos es un tema interesante.

Archivo PDF con el documento (Mahara)

Actividad 04: espacio fásico

La cuarta actividad del curso consistía en construir un plano del espacio fásico para el sistema físico que elegimos en la actividad anterior. En mi caso, el péndulo físico. Para ello se utilizó el software Python y la biblioteca matplotlib para la graficación.

Los resultados obtenidos se agregaron al documento de la actividad 03, en una nueva sección. Este se adjunta al final de la entrada.

Adicionalmente, se realizó una presentación en Google Docs que expone de manera general el problema del péndulo físico.

¿Como ha sido tu experiencia en el uso de Matplotlib?
Al principio fue un poco agobiante, ya que no me encuentro familiarizado con la biblioteca, pero analizando el código ejemplo del Cookbook de ScyPy me fue más sencillo saber qué hacen algunos comandos en Python.

¿Que piensas de la calidad de las gráficas?
Me agrada mucho el aspecto que tienen, se ven profesionales, tanto las gráficas en sí como los vectores.

¿Dificultades con el uso de Matplotlib?
No logré hacer que se pudieran poner acentos en las etiquetas de las gráficas. Creo que esta biblioteca en Python toma más tiempo para graficar que otros softwares, como Gnuplot.

¿La documentación sobre Matplotlib es suficiente?, ¿Que detalles no encontraste?
Creo que hay información suficiente sobre esta biblioteca. Fue de mucha utilidad el ejemplo incluido en el Cookbook de ScyPy.

¿Consideras que Python es un lenguaje de programación científica? ¿Por qué lo dirías? ¿Qué te indica eso?
Sí, porque su interfaz y la forma en la que está construido el lenguaje me hacen suponer que fue diseñado en parte para realizar una gran cantidad de cálculos, manejar muchos datos y no consumir demasiada capacidad de procesamiento.

¿Supongo que no has tenido problema para hacer una presentación en línea, o si? ¿Qué te pasó?
No tuve problemas para hacer la presentación en línea, aunque sí me topé con que algunas cosas no son posibles hacerlas en una presentación de Google Docs, como poner marcos en las imágenes.

¿Qué no te ha gustado de esta Actividad?
Aún no me familiarizo mucho con Python, muchas cosas se me hacen algo confusas. Algo que se me hizo muy útil fue la aplicación web para crear ecuaciones en lenguaje LaTeX, mismas que pueden ser descargas como archivos .gif para ser utilizadas en otros documentos, como la presentación que se adjunta.

Por último, quedan 6 semanas del curso, ya han transcurrido 9 semanas ¿Cómo te sientes en el curso? ¿Sientes que alli vas progresando? ¿Se te comienzan a acumular actividades relativas al curso? ¿Que dificultades sientes? ¿Qué requieres para salir adelante?
Siento que voy bien en el curso, trato de que no se me junten mucho las actividades, ya que realizar cada una toma mucho tiempo y dedicación. Esta cuarta actividad me tomó más tiempo del que creí que me tomaría, pero al fin logré concluirla.


Archivo PDF:
Mahara
Dropbox

Presentación en Google Docs:
Enlace

Python + Péndulo físico

En esta ocasión la actividad consistió en seleccionar un sistema físico con movimiento pendular y hacer un reporte en LaTeX sobre las características del mismo y las ecuaciones que describen su movimiento. Además, se implementó el uso del interpretador Python para resolver mediante el método numérico de Euler la ecuación de segundo grado del sistema, en mi caso el péndulo físico.

¿Como ha sido tu primera experiencia con Python?
Satisfactoria .Creo que logré el objetivo de la práctica, aunque no me familiaricé mucho con el entorno Python, aún me parece un poco confuso.

¿Sientes que es muy distinto a tus experiencias anteriores con FORTRAN?
Algo, ya que la manera en la que Python compila los datos me parece confusa.

¿Cuáles fueron tus dificultades mayores en el uso de Python?
Fueron variadas, a veces me aparecían errores extraños y no sabía qué pasaba. Más de una vez tuve que volver a escribir el código. También tuve dificultades con la versión. Me cambié a una más antigua (Python 2.7) porque la mayoría de los manuales se refieren a ella y no a la más nueva.

¿Qué documentos sobre Python te orientaron más?, ¿Cuáles son tus preferidos?
Los foros de internet me sirvieron de ayuda, muchas personas tenían dudas similares a las mías. Para familiarizarme un poco con el entorno del interpretador utilicé una publicación online llama "Python para todos"

¿Puedes encontrar una "comunidad de práctica" de quienes trabajan en Python? Menciona algunas asociaciones o publicaciones que incluya su dirección URL.
En el sitio oficial de Python México hay información sobre reuniones y conferencias sobre el lenguaje. Tienen proyectos interesantes, uno de ellos es utilizar este lenguaje para desarrollar juegos 
URL: http://www.python.org.mx/

¿Consideras que Python es un lenguaje de programación científica? ¿Por qué lo dirías? ¿Qué te indica eso?
Sí, porque su interfaz y la forma en la que está construido el lenguaje indican me hacen suponer que fue diseñado en parte para realizar una gran cantidad de cálculos, manejar muchos datos y no consumir demasiada capacidad de procesamiento.

Por último, ¿que no te gustó o llamó la atención de la Actividad 3?
Me gustó el hecho de escoger el sistema físico y hacer una investigación sobre él. El método de Euler se me hizo interesante, no lo conocía. Tal vez algo que no me gustó mucho fue el uso de Python, aún me siento muy poco experimentado con él, a lo mejor más tarde le agarre cariño.

Y el último último: ¿Cómo te sientes en el curso? ¿Sientes que alli vas progresando? ¿Se te comienzan a acumular actividades relativas al curso? ¿Que dificultades sientes?
Me siento bien con el rumbo del curso y las actividades, creo que terminé este trabajo en un tiempo adecuado y no me causó tantas complicaciones como esperaba. Aunque como dije más arriba, aún me falta familiarizarme más con Python.

Archivo pdf: aquí
Dropbox: aquí

Actividad 02: Utilizando Gnuplot

Esta segunda semana estuve trabajando en otro documento de LaTeX, sólo que esta vez no sería una síntesis de un artículo científico, sino un pequeño trabajo sobre el péndulo simple y su movimiento periódico. Algunos aspectos nuevos a los que me enfrenté en esta ocasión fueron: cambiar la fuente de todo el documento, insertar gráficas de gnuplot con formato .tex en el documento y hacer mi primera tabla en LaTeX.

¿Cuál es tu impresión del uso de gráficas producidas con Gnuplot, para insertarlas en LaTeX y para preparar documentos?

Es un poco más complicado de lo que creía, ya que agarrarle la onda a Gnuplot toma su tiempo, hay que saber cómo usar los comandos. Para un principiante como yo, es un poco complicado. Insertarlas en LaTeX, por otra parte, es relativamente sencillo, bastan unas pocas lineas para poder lograrlo.

¿Cuáles fueron tus dificultades mayores en el uso de Gnuplot?

Por más simple que suene, cambiar el directorio en el que se guardaban las gráficas fue en principio un problema, pero después de que me acostumbrara a la terminal (sin duda me sirvieron mis experiencias con la terminal de Ubuntu al programar en Fortran) se hizo un poco más fácil. Cambiar el estilo de las funciones también se me hizo confuso, ya que no encontré una forma para que la terminal me listara los diferentes estilos o las formas en que debía ponerlo. Algo que me agobió un poco fue que Gnuplot no es muy explícito cuando se producen errores de compilación, sólo indica vagamente por dónde está el error pero no da pista alguna en la mayoría de los casos.

¿Observando algunas gráficas en otros documentos, podría ser fácil reproducir un estilo de gráfica (títulos, ejes, etiquetas, varias funciones, etc.? 

Teniendo un manual enfocado ampliamente en eso, creo que sí sería un objetivo alcanzable. El problema es que muchos de los manuales que encontré no están enfocados en principiantes y no son muy expresivos.

¿Tuviste la curiosidad de saber para que sirve el lenguaje NCL o para que tipo de aplicaciones se usa? ¿Puedes responder?

La verdad no. Haciendo una quick search en Google puedo ver que es un lenguaje de programación, pero en la realización de esta práctica no encontré ninguna referencia a él y no fue necesario que investigara algo acerca del tema.

¿Tuviste la curiosidad de saber para que sirve el sistema GrADS o para que tipo de aplicaciones se usa? ¿Puedes responder?

Esta pregunta tiene una respuesta similar a la anterior. No fue algo con lo que me topara a la hora de construir el documento.

¿Conoces algun otro sistema para graficación científica? ¿Cuál, y donde lo has visto aplicado?

He utilizado GeoGebra en las clases de Introducción a la Física Moderna I, y me parece un programa muy útil, altamente visual y didáctico. Es sencillo de manejar. He visto algunas publicaciones que utilizan imágenes generadas en este programa para ilustrar ejemplos.

¿Puedes encontrar una "comunidad de práctica" de quienes trabajan en el campo de Visualización Científica en las ciencias computacionales? Menciona algunas asociaciones o publicaciones que incluya su dirección URL.

Encontré dos particularmente interesantes. El primero es un estudio de visualización científica de la NASA (enlace) y el segundo es un centro en donde además de eso trabajan con modelos geométricos y se encuentra ubicada en Arabia Saudita (enlace)

¿Crees que hacer animaciones será muy distinto de hacer gráficas?

No. A como tengo entendido, debe de ser un proceso similar, aunque con más información que interpretar.

Por último, ¿que no te gustó o llamó la atención de la Actividad 2?

Me gustó la actividad. Trabajar con LaTeX es interesante y a diferencia de la actividad pasada, en esta ocasión sí tengo un conocimiento relativamente amplio sobre lo que estoy escribiendo, además de que había muchas fuentes donde encontrar información. 
Me agradó mucho que hubiera información clara sobre cómo subir el archivo al sitio (por medio del servidor de Mahara, enlazando al blog, etc).

Otro último: ¿Cómo te sientes en el curso? ¿Sientes que alli vas progresando? ¿Se te comienzan a acumular actividades relativas al curso? ¿Que dificultades sientes?

Sí, siento que voy progresando, cada vez me es más familiar el entorno LaTeX y me estoy adaptando bien a su lenguaje de interpretación. Creo que voy bien en las pocas actividades del curso que he hecho, pero algo que definitivamente he notado que las actividades de la clase precisan de mucha dedicación y tiempo, algo que sumado con los deberes de los otros cursos de la licenciatura, me deja con escaso tiempo para hacer otras cosas.




Link con el archivo pdf del documento: Clic aquí

Dando a luz a mi primer documento de LaTeX

El pasado fin de semana trabajé en lo que sería mi primer documento de LaTeX. En él realicé una síntesis sobre un artículo científico que encontré en el sitio Arxiv.org. El documento original habla sobre un experimento en el que, con ayuda de un láser y un detector de fotones, se trató de modelar el fenómeno de las burbujas ascendiendo en agua hirviendo, y puede ser consultado aquí.

El editor que utilicé se llama TeXShop y me pareció muy bueno, probé otro muy parecido (TeXWorks) pero al final decidí quedarme con el primero. Unos días antes de empezar con la síntesis, me dispuse a experimentar con el lenguaje del procesador y a leer algunos artículos del WikiBook (en el cual me apoyé mucho, ya que me pareció estar bien organizado y preciso). Todo esto resultó en un primer archivo en donde traté de poner algunas ecuaciones y familiarizarme con el entorno. Subí ese primer acercamiento a CloudApp para que se den una idea de lo que andaba haciendo: Prueba.pdf

Aunque al inicio algunos comandos se me olvidaban, al igual que ciertos formatos del párrafo y símbolos matemáticos (como era de esperarse para un neófito), rápidamente LaTeX comenzó a ganarse mi cariño. El lenguaje que utiliza no es complicado y los nombres de los comandos hacen justo lo que su nombre indica. El mayor punto a favor de este procesador es que escribir expresiones matemáticas es muchísimo más fácil que con otros editores (véase MS Word y OpenOffice Writer), en los que editar una ecuación puede aumentar significativamente el kilometraje del mouse e involucra una inversión de tiempo mayor. Además, el pdf resultante de LaTex se ve muy bien, realmente tiene el formato que se espera de un artículo científico.

Por cierto, tuve que cambiar las preferencias de mi teclado porque las que tenía no me permitían hacer backslashes: \\\\\\.

Preguntas:
¿Cuál es tu primera impresión del uso de LaTeX para preparar documentos científico-técnicos utilizados en Física y Matemáticas? 
El lenguaje es sencillo y preciso, además presenta muchas ventajas cuando queremos utilizar símbolos del lenguaje matemático, lo que en otros procesadores de texto es muy tedioso.

¿Cuáles fueron tus dificultades mayores en el uso de LaTeX?
Algunas configuraciones del documento necesitan comandos que hay que buscar y aprender a utilizar. Particularmente tuve algunos problemas con los objetos flotantes (imágenes), ya que no se colocaban en el lugar en el que los ponía y se desplazaban constantemente.


¿Observando algunos documentos científicos, crees que adoptarías el uso de LaTeX para preparar documentos en Física? 
Definitivamente. LaTeX es ideal para ese tipo de documentos, aunque muy probablemente no lo utilizaría para redactar alguna carta o documento informal, pero a la hora de poner ecuaciones, abstract y referencias, seguramente recurriré a él.

¿Qué tan importante crees que sea el saber escribir correctamente en Español e Inglés (u otro idioma) para comunicar resultados y avances de la investigación de un campo? ¿Cómo consideras tus habilidades para ello? ¿Qué idiomas estudias y cuáles considerarías aprender en un futuro próximo?

Muy importante, escribir bien nos da formalidad y hace que la gente que nos lee nos entienda claramente. Esto involucra saber redactar y tener una buena ortografía (que en los tiempos actuales no debería ser difícil, existen muchos diccionarios y correctores listos para usarse). El inglés es importante porque es el idioma universal, con él nuestros textos pueden llegar a audiencias de todo el mundo, además de que nos permite a nosotros mismos recibir conocimientos que actualmente sólo están en ese idioma. En cuanto a mis habilidades, me considero una persona con buena ortografía y redacción decente, comprendo mucho el idioma inglés y al redactar utilizo algunos diccionarios online para apoyarme. Actualmente estudio el idioma alemán (ya llevo algunos semestres en ello) y en algún futuro consideraría aprender francés.

¿Consideras que es importante manejar una sola cuenta de Gmail para tu desarrollo profesional? ¿Por qué? ¿Que ventajas tienes?
 Sí, porque con ello es más fácil que nos contacten, no existe la confusión que habría si tuviéramos varias cuentas de correo para manejar nuestra desarrollo profesional (aunque podemos tener otro para asuntos personales y cosas por el estilo). Otra ventaja es que de esa forma es más fácil organizar nuestros archivos, correos y documentos, además de que la cuenta de GMail permite unificar los servicios de Google que utilizamos.

 Todos los científicos o personas que trabajan en el desarrollo de una ciencia, estamos integrados a una "comunidad de práctica". Podemos ver quienes se integran en diversas asociaciones profesionales internacionales como la Sociedad Mexicana de Fisica, The American Physical Society, Institute of Physics y otras, publican en sus revistas o en  alguna catalogada en el sitio del DOAJ, o suben sus resultados de sus trabajos  directamente a sitios como ArXiv.Org. ¿Puedes encontrar una "comunidad de práctica" de quienes trabajan en Física Computacional? Menciona algunas asociaciones o publicaciones que incluya su dirección URL.
Tardé algo en encontrar alguna, pero me hallé este sitio en donde realizan proyectos de Física Computacional, publican artículos, realizan investigaciones e imparten seminarios. El sitio pertenece a Technion (Instituto Tecnológico de Israel).

¿En tus planes has decidido realizar algún posgrado? ¿En que país te gustaría hacer un doctorado? (Publica un enlace de la institución).
Definitivamente tengo planeado estudiar un posgrado, aunque aún no estoy seguro de qué o dónde. Me gustaría mucho estudiar en el extranjero, posiblemente en Alemania o Inglaterra (o España), aunque no estoy seguro de en qué institución.

¿Qué tan importante consideras mantener un promedio general de la carrera superior a 90? (Ver convocatorias de becas CONACYT). ¿Cuál te llama la atención?.
Lo veo muy importante, porque es algo que te abre muchas puertas, la mayoría de las becas se basan en los promedios para aceptar (o rechazar) a estudiantes universitarios. Un promedio puede ser la diferencia entre ser apoyado y no serlo.

De las convocatorias de CONACYT, me llama mucho la atención el intercambio hacia Alemania, es un idioma que he estado aprendiendo por varios semestres y me emociona la posibilidad de estudiar allá.

Por último, ¿que no te gustó o llamó la atención de la Actividad 1?
Me pareció que en las instrucciones había algunas cosas un poco ambiguas o que pudieron ser más explícitas, pero en general me gustó la actividad; aprender LaTeX fue motivador. Otro obstáculo con el que me encontré fue la selección del artículo; la mayoría de los documentos de los sitios mencionados en el portal eran algo densos y complicados, aunque tener la libertad de escoger uno de ellos (después de revisar múltiples páginas con títulos peliagudos) y darse la oportunidad de leerlo fue interesante, incluso aprendí un poco sobre cómo se hacen investigaciones en otras partes universidades.

Y por último último, ¿crees que te puedes adaptar al ritmo de trabajo de este curso, en un formato no tradicional (menos exposiciones en pizarrón, más trabajo autónomo)?.
 Sí, de hecho me gusta el formato de la clase, porque creo que incita la libertad a la hora de hacer las tareas; cada uno decido cómo y cuándo hace la tarea (y si la hace o no). También hace que nos involucremos buscando información de LaTeX (por ejemplo, el cómo poner imágenes, cambiar el tamaño de letra, etc.)

Finalizo esta entrada compartiendo los frutos de mi trabajo:
Archivo PDF.
Archivo TEX.

Esta es la bienvenida.

A través de las múltiples entradas de este nuevo blog iré documentando mis avances en la materia de Física Computacional I, así como comentarios sobre las actividades que se realizarán a lo largo del curso. Nos leemos pronto.

Saulo Hernández
Licenciatura en Física
Universidad de Sonora
Hermosillo, Sonora