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Theoretische Physik VI (Vertiefung) : "Statistische Physik I"
Lehrveranstaltung 3233 L 410
Dr. Markus A. Dahlem
Dipl. Phys. Helge Neitsch
Wahlpflichtveranstaltung oder Vertiefungsfach für Dipl.-Physik-Studierende und Master-Studierende und Studierende anderer naturwissenschaftlicher Studiengänge.
Der Besuch dieser Lehrveranstaltung (VL+UE) entspricht 11 ECTS-Punkten.
Die Vorlesung kann als Wahlpflichtfach (8 SWS) mit 12 ECTS-Punkten angerechnet werden, wenn sie mit dem Besuch einer Zusatzveranstalltung kombiniert wird.
Zur Kombination stehen zur Auswahl:
- "Synchronization in nonlinear Systems and Networks" (Vorlesung),
- "Nichtlineare Laser Dynamik" (Seminar) und
- "Non-equilibrium master equations" (Vorlesung).
Hinweis: Weitere mögliche Kombinationen können nach individueller Absprache vereinbart werden.
Die Vorlesung
Inhalt:
Informationstheorie, Statistische Ensemble im thermodynamischen
Gleichgewicht, Reale Gase und Phasenübergängen, Synchronization,
Computersimulationen, Dissipative Systeme,
Reaktions-Diffusions-Systeme, Neuronale Modelle
Zeit und Ort:
Vorlesung (ab 18.10.2011):
Dienstag, 10:00-12:00 Uhr, EW 202
Donnerstag, 14:00-16:00 Uhr, EW 202
Übung (ab 25.10.2011):
Dienstags, 12:00-14:00 Uhr, EW 203
Scheinkriterien
- Mindestens 50% aller Übungspunkte (Abgabe in 2er Gruppen)
- Regelmäßige und aktive Teilnahme an der Übung
Vorlesungsskript
- 01. Inhalte der Vorlesung und Rückblick auf die Hauptsätze der ThermodynamikPDF, 880,4 KB
- 02. Maßtheorie, grundlegendes Postulat des GleichgewichtsPDF, 942,1 KB
- 03. Münze, Würfel etc.: Woher kommt die a priori Wahrscheinlichkeit?PDF, 1,0 MB
- 04. Shannon-EntropiePDF, 1,0 MB
- 05. Maxwell-Boltzmann-VerteilungPDF, 1,3 MB
- 06. Statistische Ensemble - Mikrokanonische ZustandssummePDF, 186,5 KB
- 07. Ideales Gas und idealer Festkörper (Einstein-Modell)PDF, 1,5 MB
- 08. Großkanonisches EnsemblePDF, 1,0 MB
- 09. Thermodynamische Potentiale variabler TeilchenzahlPDF, 1,6 MB
- 10. Gamma- und Mu-Raum Statistik und UnunterscheidbarkeitPDF, 1,4 MB
- 11. Ideals Fermi/Bose GasPDF, 3,1 MB
- 12. Reversibilität, Chapman-Kolmogorov und MastergleichungPDF, 2,5 MB
- 13. Computersimulationen, Importance-SamplingPDF, 2,0 MB
- 14. Der Metropolis-AlgorithmusPDF, 1,5 MB
- 15. Phasenübergänge und das 1D Ising ModellPDF, 485,9 KB
- 16. Thermodynamischer Limes, Korrelationen und Bloch-WandPDF, 363,4 KB
- 17. Transfermatrixmethode und Blockspin-Modell (Renomierungsgruppe nach Kadanoff)PDF, 441,1 KB
- 18. Dualität schwacher und starker Kopplung (Kramers–Wannier Duality)PDF, 430,8 KB
- 19. Mean-Field-TheoriePDF, 419,6 KB
- 20. Was ist das Gehirn? Vom Kuramoto-Modell zur Hodgekin-Huxley-TheoriePDF, 675,7 KB
- 21. Künstliche neuronale Netze: Perzeptron, Fehlerrückführung, Datenkodierung und Hopfield-NetzPDF, 1,0 MB
- 22. Nichtgleichgewichts-Phasenübergänge (1)PDF, 1,6 MB
- 23. Nichtgleichgewichts-Phasenübergänge (2)PDF, 568,4 KB
- 24. Anregbare Syteme, Excitability Type I und Type IIPDF, 594,5 KB
- 25. Reaktions-Diffusions-SystemePDF, 543,5 KB
- 26. Räumliche Musterbildung in 2D und KeimbildungPDF, 360,7 KB
Übungsblätter
- Uebung1.pdfPDF,117 KB
- Uebung2.pdfPDF,100 KB
- Uebung3.pdfPDF,116 KB
- Uebung4.pdfPDF,102 KB
- Uebung5.pdfPDF,131 KB
- Uebung6.pdfPDF,98 KB
- Uebung7.pdfPDF,130 KB
- Uebung8.pdfPDF,147 KB
- Uebung9.pdfPDF,120 KB
- Uebung10.pdfPDF,110 KB
- Uebung11.pdfPDF,111 KB
Sonstiges
- demo_kreiszahl.cC,1 KB
- demo_perceptron.cC,7 KB
- demo_perkolation.cC,5 KB
- demo_verteilungen.cC,3 KB
- demo_zufall.cC,1 KB
- dornroeschen.cC,2 KB
Ein Skript zum Thema Ginzburg-Landau-Theorie von Prof. Klapp aus dem WS 2010/11 kann an dieser Stelle (PDF, 191,2 KB) herunter geladen werden!
Literatur
- W. Nolting, Theoretische Physik 6, (Springer)
- L. D. Landau, E. M. Lifschitz, Statistische Physik (Akademie Verlag)
- Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures, Dilip Kondepudi, I. Prigogine (Wiley;)
- Probability and Heat: Fundamentals of Thermostatics, Friedrich Schlögl (Ballen Booksellers)
- Mathematical Foundations of Neuroscience, G. Bard Ermentrout & David H. Terman (Springer)
- Mathematical Physiology, James Keener, James Sneyd (Springer)
- Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems, and Bifurcations of Vector fields, J. Guckenheimer, P. Holmes (Springer)
- Statistical Physics: Statics, Dynamics and Remormalization, Leo P.
Kadanoff, World Scientific - Statistical Mechanics: Rigorous Results, David Ruelle, World Scientific
Lectures On Phase Transitions And The Renormalization Group (Frontiers
in Physics), Nigel Goldenfeld, Westview Press
Sprechzeiten
Dr. Markus A. Dahlem: im Vorlesungszeitraum, Montag, 14:30-15:30 Uhr, ER 244
Dipl. Phys. Helge Neitsch: im Vorlesungszeitraum, Freitag, 10:00-11:00 Uhr, EW 269
Kontakte
Dr. Markus A. Dahlem: dahlem(at)physik.tu-berlin.de
Dipl. Phys. Helge Neitsch: helge(at)physik.tu-berlin.de