Selbstorganisation in physikalischen Systemen: Rhythmen, Muster und Chaos
Selforganization in physical systems: rhythms, patterns, and chaos
Modul PH1311
Modulversion vom SS 2017 (aktuell)
Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.
Ob die Lehrveranstaltungen des Moduls in einem spezifischen Semester angeboten werden, finden Sie im Abschnitt Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise unten.
| verfügbare Modulversionen | |
|---|---|
| SS 2017 | SS 2011 |
Basisdaten
PH1311 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das in jedem Semester angeboten wird.
Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.
- Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Physik der kondensierten Materie
- Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Kern-, Teilchen- und Astrophysik
- Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Biophysik
- Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Applied and Engineering Physics
Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.
| Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
|---|---|---|
| 120 h | 60 h | 4 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH1311 ist Katharina Krischer.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
Self-organization deals with the spontaneous formation of order from unstructured states. It is a highly interdisciplinary topic studied in the framework of nonlinear dynamics. There are overlaps between physics and other sciences like chemistry, biology or materials science. The development of rhythms, patterns or chaos in the different fields can be described by a unified mathematical approach.
The topics of the talks cover a variety of temporal and spatial self-organization: Logistic Map, Chaotic Waterwheel, Josephson Junction, Lotka-Volterra-Model, Van-der-Pol-Oscillator, Firing of Nerve Cells, Sand Dune Dynamics, Grain Stratification, Self Organized Criticality, Viscous Fingering, Mandelbrot Set, Fibonacci Sequence, Spiral Waves, Spiral Slime Mold, Rayleigh-Benard Convection, Turing Patterns.
Students can also propose their own topics within the field! Students have to perform a literature search and prepare a talk of 30-40 minutes. There will be a discussion on the subject after the talk and the student should be able to answer questions to the other participants of the seminar. The talk has to be discussed with the instructor beforehand.
Lernergebnisse
After participation in the Module the student is able to:
- Perform bibliographical searches on published papers and in the internet for information relevant to specific topic
- Finding scientific papers online
- Condense their knowlegde into a presentation and obtain presentation skills
- Understand the interaction of experimental, numerical and analytical approaches in nonlinear dynamics
Voraussetzungen
Keine spezifischen Vorkenntnisse nötig.
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lehrveranstaltungen und Termine
| Art | SWS | Titel | Dozent(en) | Termine | Links |
|---|---|---|---|---|---|
| HS | 2 | Selforganization in physical systems: rhythms, patterns, and chaos | Krischer, K. |
einzelne oder verschobene Termine |
eLearning |
Lern- und Lehrmethoden
Preparation and presentation of a scientific talk, beamer presentation, board work, advisor discussion, literature studies.
Medienformen
Presentation materials, complementary literature
Literatur
- J. D. Murray "Mathematical Biology I", "Mathmatical Biology II"
- S. H. Strogatz "Nonlinear Dynamics and Chaos"
- J.M.T. Thompson, H.B. Stewart "Nonlinear Dynamics and Chaos"
- J.Parisi "Nonlinear Physics of Complex Systems"
- paper citations will be given for the individual talk topics
Modulprüfung
Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen
Im Rahmen des Seminars bereitet jede(r) Studierende selbständig einen Vortrag zu einem aktuellen wissenschaftlichen Thema vor. An Hand dieses Vortrags wird das Erreichen der Lernergebnisse überprüft.
Modulumfang
Die Modulgröße von 4 ECTS entspricht der im Seminar anfallenden Arbeitsbelastung. Seminare sind Studienleistungen. Der Prüfungscharakter ist immanent, so dass keine zusätzliche Prüfungsbelastung am Semesterende anfällt.
Wiederholbarkeit
Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.