KVL / Klausuren / MAP 1.HS: 11.04  2.HS: 30.05  Zw.Sem.: 17.07  Beginn WS: 16.10

4020110054 Strukturbildung fernab vom Gleichgewicht: von klassischen bis neu entdeckten Phänomenen  VVZ 

VL
Fr 9-11
wöch. NEW 15 2'102 (24) Arthur Straube
UE
Do 11-13
14tgl. NEW 15 3'101 (24) Arthur Straube

Digital- & Präsenz-basierter Kurs

Lern- und Qualifikationsziele
Dieser Kurs gibt eine Einführung in die analytischen Methoden, welche zur Analyse und Erklärung der Phänomene von Musterbildung in Physik, Chemie und Biologie eingesetzt werden. Wichtige Verfahren der theoretischen
Physik werden im Detail besprochen und an klassischen und modernen (global mode, dissipative compacton, zigzag explosion) analytisch lösbaren Beispielen vertieft.
Voraussetzungen
Vordiplom in Physik; Bachelorarbeit in der Physik; Interesse
Gliederung / Themen / Inhalte
* Kurze Einleitung in die Grundgleichungen der Hydrodynamik (ideale und zähe Flüssigkeit)
* Hydrodynamische Instabilitäten: Rayleigh-Benard Konvektion und thermokapillare (Marangoni) Konvektion. Langwelleninstabilität
* Reaktions-Diffusion Systeme. Turing-Instabilität
* Schwach-nichtlineare Analyse. Herleitung der Amplitudengleichungen
* System mit deformierbarer Grenzfläche. Kelvin-Helmholtz- und Rayleigh-Taylor-Instabilitäten
* Reaktions-Diffusion Systeme. Ausbreitung von Fronten und nichtlinearer Wellen
* Reaktions-Advektions-Diffusion Systeme. Konkurrenz der Konvektiv- und Absolutinstabilitäten. Global mode
* Instabilität einer dünnen Schicht. Cahn-Hilliard-Gleichung. Dissipative Compacton als stationäre kompakte Lösung
* Nichtgleichgewichtsverhalten in Systemen von wechselwirkenden kolloidalen Teilchen (colloidal crystals). Zigzag-Übergang und Zigzag-Explosion
Zugeordnete Module
P23.3.2a P23.3
Umfang, Studienpunkte; Modulabschlussprüfung / Leistungsnachweis
3 SWS, 5 SP/ECTS (Arbeitsanteil im Modul für diese Lehrveranstaltung, nicht verbindlich)
Klausur
Literatur
L.D. Landau, E.M. Lifschitz. Lehrbuch der Theoretischen Physik, Band VI: Hydrodynamik. Akademie Verlag, Berlin, 1991
G. Nicolis, I. Prigogine. Self-Organization in Nonequilibrium Systems. Wiley, New York, 1977
M.C. Cross, P.C. Hohenberg. Pattern formation outside of equilibrium. Rev. Mod. Phys. 65, 851 (1993)
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