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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Statistische Physik des Nichtgleichgewichts

Lehrveranstaltung 3233 L150
Prof. Dr. Sabine Klapp

Vertiefungs- oder Wahlpflichtmodul für theoretisch interessierte Studierende im Masterstudium, insbesondere solche, die auf dem Gebiet der Statistischen Physik eine Masterarbeit anfertigen wollen.

Die Lehrveranstaltung führt an aktuelle Forschungsthemen auf dem Gebiet der Statistischen Physik heran.

Erfolgreiche Teilnahme an dieser Veranstaltung (Vorlesung und Übung) als Vertiefungsfach „Statistische Physik des Nichtgleichgewichts“ entspricht 10 ECTS (oder Leistungspunkten). Die Lehrveranstaltung ist erweiterbar zu einem vollen Wahlpflichtfach (entsprechend 12 ECTS) durch zusätzliche Teilnahme an einem Seminar oder einer Spezialvorlesung aus der Theoretischen Physik (in Absprache mit der Dozentin).

Vorlesung

Inhalt:
Einführung in die Konzepte der Statistischen Physik des Nichtgleichgewichts mit Fokus auf Systeme der weichen kondensierten Materie. 
Im Einzelnen werden besprochen:

  • stochastische Prozesse
  • Mastergleichungen
  • Brownsche Dynamik und Langevin-Gleichungen
  • Fokker-Planck- und Smoluchowski-Gleichungen
  • dynamische Dichtefunktionaltheorie
  • Projektionsoperatoren
  • Mori-Zwanzig-Formalismus

 

Zeit und Ort:

Do 10:00-12:00 im EW 203
Fr 10:00-12:00 im EW 203

Aktuell: Am Fr, 17.07.2015, findet keine Vorlesung statt.

Übungen/Tutorium

Die Vorlesung wird ergänzt durch Übungen, die für den Scheinerwerb obligatorisch sind.

Lehrveranstaltung 3233 L151
Dr. Alice von der Heydt

 

Zeit und Ort:

Mi 10:00-12:00 in EW 731
Beginn in der 2. Vorlesungswoche, am 22.04.2015

Übungsaufgaben

Die Übungsblätter werden Do in der Vorlesung verteilt, die Lösungen sollen bis Do 10:15 Uhr der nächsten Woche bzw. in der Vorlesung abgegeben werden. Die Abgabe der Übungsaufgaben sollte in Zweiergruppen erfolgen.

Notwendig für den Scheinerwerb: Mindestens 50% der Punkte für die Übungsaufgaben, aktive Teilnahme am Tutorium und (mindestens) einmal eigene Lösung präsentieren/vorrechnen.

Übungsblätter
Inhalt
PDF-Dokument
Ausgabe
Abgabe
Bemerkung
Wahrscheinlichkeitsdichte, Momente, Kumulanten, zentraler Grenzwertsatz
Blatt 1 (PDF, 135,2 KB)
16.04.2015
23.04.2015
Korrelationsmatrix, unbeschränkte Teilbarkeit, Markov-Sequenzen
Blatt 2 (PDF, 111,5 KB)
23.04.2015
30.04.2015
Mastergleichung, Diffusionsgleichung, Leistungsspektrum
Blatt 3 (PDF, 130,3 KB)
30.04.2015
07.05.2015
Zyklischer 'random walk', Langevin-Gleichung mit harmonischem Potential
Blatt 4 (PDF, 123,0 KB)
07.05.2015
18.05.2015
Abgabe erst Mo., 18.05., bis 14h, in EW 266
Mittleres Verschiebungsquadrat, `multiplicative noise', Wiener-Inkremente
Blatt 5 (PDF, 130,1 KB)
21.05.2015
28.05.2015
Kramers-Moyal-Koeffizienten
Blatt 6 (PDF, 109,7 KB)
28.05.2015
04.06.2015
Konkretisierung von Aufg. 17b) gegenüber Druckversion!
Anwendungen von Fokker-Planck- und Smoluchowski-Gleichung
Blatt 7 (PDF, 142,9 KB)
04.06.2015
11.06.2015
Lösungen von Kramers-Klein- und Smoluchowski-Gleichung
Blatt 8 (PDF, 110,0 KB)
11.06.2015
18.06.2015
Mikroreversibilität und Hermitezität FP-Operator
Blatt 9 (PDF, 85,9 KB)
18.06.2015
25.06.2015
Bewegungsglg. für 2-Teilchendichte, dynam. Dichtefunktionaltheorie
Blatt 10 (PDF, 81,1 KB)
25.06.2015
02.07.2015

Online Anmeldung für die Übung: MOSES

Sprechzeiten

Prof. Dr. Sabine Klapp
klapp (at) physik.tu-berlin.de
Di 12:15 - 13:00 Uhr
EW 707
Dr. Alice von der Heydt
a.vonderheydt (at) tu-berlin.de
Do 14:00 - 15:00 Uhr
EW 266

 

 

Vorlesungsmitschrift (E-Kreide)

Datum Thema Skript Aufzeichnung*
16.04.15 Statistische Physik des Nichtgleichgewichts farbig, schwarzweiss Replay
17.04.15 Verbundwahrscheinlichkeiten, Markov-Prozess farbig, schwarzweiss Replay
23.04.15 Stationaere Prozesse, Pauli-Master-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
24.04.15 Mastergleichung, Brownsche Bewegung farbig, schwarzweiss Replay
30.04.15 Langevin-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
07.05.15 Folgerungen aus der Langevin-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
08.05.15 Verallgemeinerte Langevingleichungen farbig, schwarzweiss Replay
15.05.15 Anomale Diffusion im Scherfluss farbig, schwarzweiss Replay
21.05.15 Wiener Prozess, Stochastische Integrale farbig, schwarzweiss Replay
22.05.15 Stochastische Integrale II farbig, schwarzweiss Replay
28.05.15 Kramers-Moyal-Koeffizienten farbig, schwarzweiss Replay
29.05.15 Fokker-Planck-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
04.06.15 Fokker-Planck-Gleichung:Beispiele,Smoluchowski-Glg. farbig, schwarzweiss Replay
05.06.15 Diffusion ueber Barriere farbig, schwarzweiss Replay
11.06.15 Mikroreversibilitaet farbig, schwarzweiss Replay
12.06.15 Smoluchowski-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
18.06.15 Naeherung durch dynamische Dichtefunktionaltheorie farbig, schwarzweiss Replay
19.06.15 Spinodale Entmischung farbig, schwarzweiss Replay
25.06.15 Cahn-Hillard-Theorie farbig, schwarzweiss Replay
26.06.15 Ordnungsparameterdynamik farbig, schwarzweiss Replay
02.07.15 Ordnungsparameterdynamik farbig, schwarzweiss Replay
03.07.15 Projektoroperatoren farbig, schwarzweiss Replay
09.07.15 Generalisierte Langevin-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
10.07.15 Memory-Funktionen farbig, schwarzweiss Replay
16.07.15 Zusammenfassung farbig, schwarzweiss Replay
* benötigt Java

Literatur

  • F. Schwabl, Statistische Mechanik (Springer, Berlin, 2006)
  • G. Röpke, Statistische Thermodynamik des Nichtgleichgewichts (Physik-Verlag, Weinheim, 1987)
  • H. Risken, T. Frank, The Fokker-Planck Equation --- Methods of Solution and Applications (Springer, Berlin, 1996)
  • N. G. Van Kampen, Stochastic Processes in Physics and Chemistry (North-Holland, Amsterdam, 2007)
  • C. W. Gardiner,  Stochastic Methods: A Handbook for the Natural and Social Sciences (Springer, Berlin, 2009)
  • P. M. Chaikin, T. C. Lubensky, Principles of Condensed Matter Physics (Cambridge University Press, Cambridge, 1995)
  • J. K. G. Dhont, An Introduction to Dynamics of Colloids (Elsevier, Amsterdam, 2003)

Zusatzinformationen / Extras

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