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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Theoretische Physik VI (Vertiefung) : "Nichtgleichgewichtsstatistik"

Lehrveranstaltung 3233 L 145 im Wintersemester 2015/2016

Vorlesung:

Übung:

Wahlpflichtveranstaltung oder Vertiefungsfach Nr. 3233 L 145 für Physik-Master-Studierende und Studierende anderer naturwissenschaftlicher Studiengänge.

Zusammen mit der LV Theoretische Physik V: Quantenmechanik II ergibt sich das Pflichtmodul Theoretische Physik V/VI des Masterstudiengangs Physik.
grundlagenorientierte Studienrichtung: TP V und VI
anwendungsorientierte Studienrichtung: TP V oder VI

Die Vorlesung kann auch als Wahlpflichtfach (8 SWS, insgesamt 12 ECTS-Punkte) mit der Spezialvorlesung Synchronization and Chimera States in Complex Networks (Prof. Yuri Maistrenko, in English) 3233 L 525 oder der Spezialvorlesung Quantenoptik 3233 L 502 oder dem Seminar Nichtlineare Dynamik 3233 L 607 kombiniert werden.

When attending this course (lecture plus exercises) 11 credit points within the ECTS system can be obtained.

The lectures will be taught in German, but during the first 15 minutes of each lecture an English summary of the previous lecture will be given.

Erasmus students are required to take an oral examination at the end of the semester to receive a grade.

Inhalte der Vorlesung

Inhaltsverzeichnis (PDF, 99,8 KB)

Stochastische Prozesse, klassische Statistik des Nichtgleichgewichts, Mastergleichung, Fokker-Planck-Gleichung, Langevin-Gleichung, Rauschinduzierte Oszillationen und Muster, Kohärenzresonanz, Quantenstatistik des Nichtgleichgewichts, Dichtematrix, Halbleiter-Bloch-Gleichungen, Boltzmann-Gleichung, Rekombinationskinetik, Quasi-Fermi-Niveaus. Anwendungen auf Laser.

Vorlesung: (Beginn 15.10.)
Do 10:15-12:00 (EW 203)
Fr  10:15-12:00 (EW 203)

Übung: (Beginn 15.10.)
Achtung: neuer Termin!
Do 14:15-15:45 (EW 733)

Online Anmeldung für die Übungen erfolgt über das Moseskontosystem vom 01.10.-15.10.2015 (18:00 Uhr). Eine spätere Anmeldung ist nicht möglich.

Scheinkriterien

  • 50% der Punkte aus den Übungszetteln/Projekten (Abgabe in Dreiergruppen),
    aktive Teilnahme am Tutorium
  • Bearbeitung und Vorstellung eines Projektes (Projektvorstellung in der vorletzten Vorlesungswoche)

Die Scheine werden elektronisch an das Prüfungsamt übermittelt.

Hörer anderer Universitäten

Hörer anderer Universitäten beantragen bitte die Nebenhörerschaft, nähere Information gibt es auf der Webseite des Campus-Centers .

Nach Beantragung der Nebenhörerschaft erhalten Sie alle notwendig Unterlagen insbesondere die tubit Zugangsdaten für das Moses-Konto per Post zugeschickt.

Vorlesungsmitschrift

Datum Thema Skript Aufzeichnung*
15.10.15 Stochastische Prozesse farbig, schwarzweiss Replay
16.10.15 Markov-Prozesse farbig, schwarzweiss Replay
22.10.15 Chapman-Kolmogorov-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
23.10.15 Mastergleichung farbig, schwarzweiss Replay
05.11.15 Ratengleichungen farbig, schwarzweiss Replay
06.11.15 Fokker-Planck-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
12.11.15 Langevin-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
13.11.15 Ornstein-Uhlenbeck-Prozess farbig, schwarzweiss Replay
19.11.15 Kohaerenzresonanz farbig, schwarzweiss Replay
20.11.15 Korrelationszeit und Spektrum farbig, schwarzweiss Replay
26.11.15 Anregbarkeit Typ I farbig, schwarzweiss Replay
27.11.15 Rauschinduzierte Muster farbig, schwarzweiss Replay
03.12.15 Quantenstatistik im Nichtgleichgewicht farbig, schwarzweiss Replay
04.12.15 Halbleiter-Bloch-Gleichungen farbig, schwarzweiss Replay
10.12.15 Quantisierung des Strahlungsfeldes farbig, schwarzweiss Replay
11.12.15 Quantenzustaende des Lichts farbig, schwarzweiss Replay
17.12.15 Glauber-Zustaende farbig, schwarzweiss Replay
18.12.15 Gequetschte Photonen farbig, schwarzweiss Replay
07.01.16 Photonen-Korrelationen farbig, schwarzweiss Replay
08.01.16 Quanten-Mastergleichung farbig, schwarzweiss Replay
14.01.16 gedaempfter Quantenoszillator farbig, schwarzweiss Replay
15.01.16 Quanten-Chimera-Zustaende farbig, schwarzweiss Replay
21.01.16 Netzwerk von Quantenoszillatoren farbig, schwarzweiss Replay
22.01.16 Quantensignatur von Chimeras farbig, schwarzweiss Replay
28.01.16 Boltzmann-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
29.01.16 Momentenentwicklung der Boltzmann-Gleichung farbig, schwarzweiss Replay
04.02.16 Hydrodynamische Bilanzgleichungen farbig, schwarzweiss Replay
* benötigt Java

Übungsblätter

Übungsblätter
Nr
Thema
Ausgabe
Abgabe
Download
1
Gezinkter Würfel, Poisson
22.10.
02.11.
Übungsblatt 1 (PDF, 135,0 KB)
2
Mastergleichung
29.10.
09.11.
Übungsblatt 2 (PDF, 142,9 KB)
3
Fokker-Planck Gleichung
05.11.
16.11.
Übungsblatt 3 (PDF, 135,6 KB)
4
Stochastische Resonanz
12.11.
23.11.
Übungsblatt 4 (PDF, 132,9 KB)
5
Kohärenzresonanz
19.11.
30.11.
Übungsblatt 5 (PDF, 53,5 KB)
6
Quantenstatistik
26.11.
7.12.
Übungsblatt 6 (PDF, 138,0 KB)

Material aus Übungen

Beispiel zur Analyse von dynamischen Systemen in Mathematica: Datei (NB, 21,7 KB) (Tutorium 26.11.15)

Projekte

Die Projektbeschreibungen gibt es hier: pdf
(PDF, 148,8 KB)
Am Donerstag, den 10.12. wird die Einteilung im Tutorium stattfinden.

Exkursion
Am 27.1.2016 findet eine Exkursion zum Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK) statt. Dr. Alexey Ganopolski wird um 14:30 Uhr für uns dort einen Vortrag halten mit dem Titel "Noise and stochatic resonance in climate modelling".

Für alle die von der TU aus losgehen: Wir treffen uns um 13:30 Uhr im Foyer des EW Physikgebäudes.



Literatur zur Lehrveranstaltung

http://ublibsprod.ub.tu-berlin.de/semapp/Scholl.html

  • Crispin W. Gardiner, Handbook of stochastic method, Springer (2004)
  • Nicolas G. van Kampen, Stochastic processes in physics and chemistry, North-Holland Publ. (2008)
  • Ruslan L. Stratonovich, Topics in the Theory of Random Noise, Vols. I and II, Gordon and Breach (1963)
  • Hannes Risken; Till Frank, The Fokker-Planck Equation, Methods of Solutions and Applications, Springer Berlin (1996)
  • Hermann Haken, Synergetics. Introduction and Advanced Topics, Springer (2004)
  • H. Haken, Quantenfeldtheorie des Festkörpers, Teubner (1973)
  • H. Haug, S. W. Koch, Quantum Theory of the oprical and electronic properties of semiconductors,World Scientific (2001)
  • M. O. Scully, Quantum Optics, Cambridge University Press (1997)
  • Scherz, Quantenmechanik, Teubner (2005)

Alle in der Vorlesung genannten Paper sind in einem passwortgeschützten Ordner in der TU cloud einzusehen: Link

 

 

Computer-Visualisierungen (OWL-Projekt)

Das Projekt Offensive Wissen durch Lernen (OWL) hat zum Ziel, Inhalte der Vorlesung anschaulich mit kleinen Java-Programmen darzustellen. Auch für die Nichtlineare Dynamik gibt es einige Applets.

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