Selbstorganisation in physikalischen Systemen: Rhythmen, Muster und Chaos
Selforganization in physical systems: rhythms, patterns, and chaos

Modul PH1311

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH1311 ist ein Semestermodul in Englisch auf Bachelor-Niveau das in jedem Semester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Applied and Engineering Physics
  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Biophysik
  • Proseminarkatalog für den Bachelorstudiengang Physik
  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Physik der kondensierten Materie
  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Kern-, Teilchen- und Astrophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
120 h 40 h 4 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH1311 ist Katharina Krischer.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Self-organization deals with the spontaneous formation of order from unstructured states. It is a highly interdisciplinary topic studied in the framework of nonlinear dynamics. There are overlaps between physics and other sciences like chemistry, biology or materials science. The development of rhythms, patterns or chaos in the different fields can be described by a unified mathematical approach.

The topics of the talks cover a variety of temporal and spatial self-organization: Logistic Map, Chaotic Waterwheel, Josephson Junction, Lotka-Volterra-Model, Van-der-Pol-Oscillator, Firing of Nerve Cells, Sand Dune Dynamics, Grain Stratification, Self Organized Criticality, Viscous Fingering, Mandelbrot Set, Fibonacci Sequence, Spiral Waves, Spiral Slime Mold, Rayleigh-Benard Convection, Turing Patterns.

Students can also propose their own topics within the field! Students have to perform a literature search and prepare a talk of 30-40 minutes. There will be a discussion on the subject after the talk and the student should be able to answer questions to the other participants of the seminar. The talk has to be discussed with the instructor beforehand.

Lernergebnisse

After participation in the Module the student is able to:

  1. Perform bibliographical searches on published papers and in the internet for information relevant to specific topic
  2. Finding scientific papers online
  3. Condense their knowlegde into a presentation and obtain presentation skills
  4. Understand the interaction of experimental, numerical and analytical approaches in nonlinear dynamics

Voraussetzungen

Keine spezifischen Vorkenntnisse nötig.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Preparation and presentation of a scientific talk, beamer presentation, board work, advisor discussion, literature studies.

Medienformen

Presentation materials, complementary literature

Literatur

  • J. D. Murray "Mathematical Biology I", "Mathmatical Biology II"
  • S. H. Strogatz "Nonlinear Dynamics and Chaos"
  • J.M.T. Thompson, H.B. Stewart "Nonlinear Dynamics and Chaos"
  • J.Parisi "Nonlinear Physics of Complex Systems"
  • paper citations will be given for the individual talk topics

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Im Rahmen des Seminars bereitet jede(r) Studierende selbständig einen Vortrag zu einem aktuellen wissenschaftlichen Thema vor. An Hand dieses Vortrags wird das Erreichen der Lernergebnisse überprüft.

Modulumfang
Die Modulgröße von 4 ECTS entspricht der im Seminar anfallenden Arbeitsbelastung. Seminare sind Studienleistungen. Der Prüfungscharakter ist immanent, so dass keine zusätzliche Prüfungsbelastung am Semesterende anfällt.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Seminarvortrag in Selbstorganisation in physikalischen Systemen: Rhythmen, Muster und Chaos
Mo, 16.1.2017 Dummy-Termin, Leistung wird im Rahmen der Veranstaltung erbracht. // Dummy date. Course work during the semester. bis 15.1.2017

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.