Inhalt des Dokuments
Theoretische Physik VI (Vertiefung) : "Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung"
Lehrveranstaltung 3233 L 130 im Wintersemester 2013/2014
Vorlesung:
Prof. Dr. Harald Engel
[1]
Übung:
Jan F. Totz
Wahlpflichtveranstaltung oder
Vertiefungsfach Nr. 3233 L 130 für
Physik-Master-Studierende und Studierende anderer
naturwissenschaftlicher Studiengänge.
Die Lehrveranstaltung mit 4 SWS Vorlesung und 2 SWS Übung entspricht 11 ECTS-Punkten.
Sie kann zu einem Wahlpflichtfach (8 SWS, 12 ECTS-Punkte) erweitert werden, indem sie mit einer Spezialvorlesung der Theoretischen Physik, z.B. Nichtlineare Laserdynamik (Nr. 3233 L 541) oder Kollektive Phänomene in weicher Materie (Nr. 3233 L 555), oder nach Absprache mit dem Dozenten mit einem Seminar am Institut für Theoretische Physik kombiniert wird.
Zusammen mit der Lehrveranstaltung Theoretische Physik V: Quantenmechanik II ergibt sich das Pflichtmodul TP V/VI des Masterstudiengangs Physik.
- Grundlagenorientierte Studienrichtung: TP V und VI
- Anwendungsorientierte Studienrichtung: TP V oder VI
Die Vorlesung
Inhalt:
Gegenstand der Vorlesung sind deterministische und stochastische nichtlineare dynamische Systeme und deren Anwendung auf die Modellierung der spontanen Ausbildung raum-zeitlicher Muster in räumlich ausgedehnten Nichtgleichgewichtssystemen. Als Beispiele werden u.a. Turing-Strukturen im Zusammenhang mit der Morphogenese, nichtlineare Wellen im Kontext der biologischen Erregungsleitung, Strukturbildungsphänomene im Zuge von hydrodynamische Instabilitäten und fluktuationsinduzierte Phasenübergänge behandelt.
Zeit und Ort:
Vorlesung:
Donnerstag, 10:00-12:00 Uhr, EW
203
Freitag, 10:00-12:00 Uhr, EW 203
Übung:
Montag, 10:00-12:00 Uhr, EW
114
Übung (ab 28. 10. 13)
Die Anmeldung zur Übung erfolgt über Moses.
Übungsblätter
Die Übungsblätter werden Freitagabends online gestellt und müssen am übernächsten Freitag 10 Uhr in der Vorlesung abgegeben werden . Die Abgabe der Übungsaufgaben soll in Zweier-Gruppen erfolgen.
Inhalt | PDF-Dokument | Ausgabe | Abgabe | Bemerkung |
---|---|---|---|---|
Seltsamer Attraktor | Übung 1
[2] | 25.10.2013 | 8.11.2013 | |
Grenzzyklen | Übung 2
[3] | 1.11.2013 | 15.11.2013 | |
Stabilität von
Grenzzyklen | Übung 3 [4] | 8.11.2013 | 22.11.2013 | |
Fraktale | Übung 4
[5] | 15.11.2013 | 29.11.2013 | |
CGLE & SNIPER | Übung 5 [6] | 22.11.2013 | 6.12.2013 | |
Turing-Bifurkation | Übung 6
[7] | 29.11.2013 | 13.12.2013 | |
Traveling Waves | Übung 7 [8] | 6.12.2013 | 20.12.2013 |
Projekte
- in Zweier- oder Dreier-Gruppen
- Ausarbeitung im Umfang von ca. 10 Seiten
- Vorstellung der Projekte in der vorletzten Vorlesungswoche
- Projektbeschreibungen finden sich hier: Projekte [9]
Literatur
Grundlagen:
- A. S. Mikhailov, Foundations of Synergetics I. Distributed Active Systems, Springer, 1990.
- J. L. Klimontovich, Statistical Physics, Harwood Academic Publishers, 1986.
- P. Glansdorff, I. Prigogine, Thermodynamic theory of structure, stability and fluctuations, Wiley, 1971.
- G. Nicolis, I. Prigogine, Self-organization in non-equilibrium systems. Wiley, 1977.
- J. D. Murray, Mathematical Biology. Springer, 1989.
- A. A. Andronov, A. A. Witt, S. E. Chaikin, Theorie der Schwingungen (Teile I und II), Akademie-Verlag, 1965 und 1967.
- W. Horsthemke, R. Lefever, Noise-Induced Transitions. Theory and Applications in Physics, Chemistry, and Biology. Springer, 1984.
- H. Haken, Synergetics. Introduction and Advanced Topics, Springer, 2004.
- Steven H. Strogatz, Nonlinear Dynamics And Chaos: With Applications To Physics Biology, Chemistry And Engineering (Studies in Nonlinearity), Westview Press (2000)
Weiterführende Literatur:
- Andronov, Leontovich, Gordon, Maier: Qualitative Theorie dynamischer Systeme zweiter Ordnung und Bifurkationstheorie ebener dynamischer Systeme
- R.L. Stratonovich, Topics in the Theory of Random Noise, Vols. I and II, Gordon and Breach, 1963.
Sprechzeiten
Name | Raum | Tel. | Sprechzeiten |
---|---|---|---|
Prof. Harald Engel | EW
738 | 314-79462 | Mi 15-16 |
Jan Frederik Totz, MSc | EW
627 | 314-27681 | Di
15-16 |
r/arbeitsgruppenleiter/schoell/
/SS13/QMI/Uebung1.pdf
/SS13/QMI/Uebung2_02.pdf
/SS13/QMI/Uebung3_01.pdf
/SS13/QMI/Uebung4_01.pdf
/SS13/QMI/Uebung5_03.pdf
/SS13/QMI/Uebung6.pdf
/SS13/QMI/Uebung7.pdf
/SS13/QMI/projects.pdf
Zusatzinformationen / Extras
Direktzugang
Hilfsfunktionen
https://www3.itp.tu-berlin.de/menue/lehre/lv/ws_201314/wahlpflichtveranstaltungen/theoretische_physik_vi_vertiefung_nichtlineare_dynamik_und_strukturbildung/