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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Kolloidsysteme: Theorie und Simulation

Vorlesung:

Prof. Dr. Sabine Klapp

Übung:

Dr. S. Mohsen J. Khadem

 

Wahlpflichtveranstaltung Nr. 3233 L 180 für Physik-Master-Studierende und Studierende anderer naturwissenschaftlicher Studiengänge.

 Der Besuch dieser Lehrveranstaltung (VL+UE+Projekt) entspricht 10 ECTS-Punkten. 


 

 

Die Vorlesung

Inhalt:

Modellierung von Kolloidsystemen, Phasenübergänge, Aggregationsphänomene, Gel- und Glasbildung, Grenzflächeneigenschaften, Wachstumsprozesse, Dichtefunktionaltheorie für Kolloidsysteme, Transportgleichungen, Vielteilchen-Computersimulationen.

Zeit und Ort:

Vorlesung (ab 09.04.2019):
Dienstag 08:00-10:00 Uhr, EW 203
Donnerstag 08:00-10:00 Uhr, EW 203

Übung:

 Mi 12:00 -14:00 Uhr,  EW 731

Wichtig: 

 

 **Am Mittwoch, den 29.05, findet das letzte Tutorium statt.

 

Am Dienstag, den 30.04, findet statt der Vorlesung das Tutorium statt.

 

Die Tutorieneinteilung, Punkteverteilung und Scheinvergabe zu der Vorlesung erfolgt über das Moseskontosystem. Der Anmeldezeitraum geht bis Mittwoch, den 10.04.2019, 18:00 Uhr. Eine spätere Anmeldung ist nicht möglich. Benötigt wird ein tubit Nutzerkonto.​

Projekte

Begleitend zur Vorlesung werden Projekte angeboten, die von DoktorandInnen aus der AG Klapp (Computersimulationen und Theorie komplexer Fluide) betreut werden. Details werden in der Vorlesung bekannt gegeben.

Liste der Projekte

 

Projekte
Titel
PDF
Step-by-step to phase-transition of anisotropic particles
P1
Phase separation: From passive fluids to active systems
P2
Active Brownian Particle VS Active Ornstein-Uhlenbeck Particle
P3

 

 

 

 

Übungsblätter

Übungsaufgaben
Inhalt
PDF
Ausgabe
Abgabe
Bemerkungen
 Ideales Gas,
Gibbs-Bolgoliubov-Ungleichung,
Funktionalableitung


Ueb1
11.04.2019
23.04.2019
Entropische Kraft, Debye-Hückel-Theorie


Ueb2
18.04.2019
30.04.2019
Funktionalableitungen,
Korrelationsfunktionen und generierende Funktionale, Barometrische Höhenformel



Ueb3
25.04.2019
07.05.2019
Paarkorrelationsfunktion, Strukturfaktor,
Eigenschaften des statischen Strukturfaktors,
Ornstein-Zernike-Verhalten, Korrelationslängen


Ueb4
02.05.2019
14.05.2019
Paarkorrelationfuktion in der kalorischen Zustandgleichung,
Ginzburg-Landau-Funktional für die Fluüssigkeit-Gas-Grenzfläche


Ueb5
14.05.2019
21.05.2019
Herleitung der Ornstein-Zernike-Gleichung,
Maxwell-Konstruktion für die Freie Energie


Ueb6
21.05.2019
28.05.2019

Vorlesungsmitschrift

Vorlesung Datum Mitschrift
Kolloidsysteme - Theorie und Simulation: Einfuehrung 10.04.2019 link
Effektive Wechselwirkungen in kolloidalen Systemen 11.04.2019 farbig , schwarzweiss
Mikroskopische Herleitung effektiver Hamiltonians 16.04.2019 link
Entropische Wechselwirkungen 18.04.2019 link
Effektive Wechselwirkungen zwischen Makromolekuelen, Einfuehrung DFT 23.04.2019 farbig , schwarzweiss
Grosskanonisches Dichtefunktional 25.04.2019 farbig , schwarzweiss
Euler-Lagrange-Gleichung, Korrelationen 02.05.2019 farbig , schwarzweiss
Ornstein-Zernike-Gleichung 07.05.2019 farbig , schwarzweiss
Wechselwirkungsanteil Freie Energie 09.05.2019 farbig , schwarzweiss
Naeherungen direkte Korrelationsfunktion 14.05.2019 farbig , schwarzweiss
Kristallisation 16.05.2019 farbig , schwarzweiss
DFT Kristallisation, Einfluss Raumdimension 21.05.2019 farbig , schwarzweiss
Brownsche Bewegung, Diffusion 23.05.2019 farbig , schwarzweiss
Diffusionsgleichung, Wahrscheinlichkeitsinterpretation 28.05.2019 farbig , schwarzweiss
Langevin Gleichung 04.06.2019 link
Ueberdaempfte Brownsche Bewegung, Diffusion 06.06.2019
Fokker-Planck-Gleichung 11.06.2019 farbig , schwarzweiss
Fokker-Planck-Gleichung, Kramers-Problem 13.06.2019 farbig , schwarzweiss
Smoluchowski-Gleichung 18.06.2019 farbig , schwarzweiss
Dynamische Dichtefunktionaltheorie 20.06.2019 farbig , schwarzweiss
Dynamische DFT, spinodale Entmischung 25.06.2019 farbig , schwarzweiss
Domaenenwachstum, Cahn-Hillard Theorie 27.06.2019 farbig , schwarzweiss
Cahn-Hillard-Theorie 02.07.2019 farbig , schwarzweiss
Dynamik am Phasenuebergang zweiter Ordnung 04.07.2019 farbig , schwarzweiss

Literatur

  • J. P. Hansen, D. Levesque, J. Zinn-Justin, Liquids, Freezing and the Glass transition, Les Houches Summer School Proceedings, North Holland, Amsterdam, 1991.
  • J.-L. Barrat, J.-P. Hansen, Basic Concepts for Simple and Complex Liquids,
    Cambridge University Press, 2003.
  • J. P. Hansen, I. McDonald, Theory of Simple Liquids. 3rd Edition, Elsevier,
    Amsterdam, Academic Press 2005.
  • M. P. Allen, D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Oxford
    Science Publications, Clarendon Press, Oxford, 1987.
  • R. Evans, Advances in Physics 28, 143 (1979).
  • P. Tarazona, J. A. Cuesta, Y. Martinez-Raton, Density functional Theories
    of Hard Particle Systems, Lect. Notes Phys. 753, Springer, Berlin,
    pages 247-341 (2008).
  • Hannes Risken; Till Frank, The Fokker-Planck Equation, Methods of Solutions and Applications (Springer Berlin, 1996).
  • J.K.G. Dhont, An Introduction to Dynamics of Colloids (Elsevier, Amsterdam, 1996).
  • P. M Chaikin and T. C. Lubensky, Principles of Condensed Matter Physics (Cambridge University Press, Cambridge, 1995.
  • F. Schwabl, Statistische Mechanik (Springer).

Sprechzeiten

Sprechzeiten
Name
Raum
Sprechzeiten
Prof. Sabine Klapp
EW 707
Di 13:15-14:00
Mohsen Khadem
EW 266
Fr 13:00-14:00

Zusatzinformationen / Extras

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