Stochastische Prozesse in biologischen Systemen
Stochastic Processes in Biological Systems

Modul PH2200

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

PH2200 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Biophysik

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)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2200 ist Ulrich Gerland.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung entwickelt die Theorie stochastischer Prozesse und die Methoden zu deren Beschreibung. Beispiele zur Vertiefung des Verständnisses werden vor allem aus dem Bereich der Biophysik gewählt, aber die wesentlichen Lerninhalte (siehe unten) sind für alle Bereiche der Physik relevant.  

Lernergebnisse

  • Definition stochstischer Prozesse und Grundannahmen für deren Verwendung zur Beschreibung physikalischer (und biomolekularer) Prozesse
  • Aufstellen, Lösen, und Simulation von Master-Gleichungen
  • Aufstellen, Lösen, und Simulation von stochastischen Differentialgleichungen
  • Aufstellen und Lösen von Fokker-Planck Gleichungen
  • Verwendung von Approximationsmethoden zur näherungsweisen Beschreibung von komplexen stochastischen Prozessen

Voraussetzungen

Vorausgesetzt werden die Inhalte der Grundvorlesung in Statistischer Physik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Stochastische Prozesse in biologischen Systemen: Information, Signale und Rauschen Gerland, U. Montag, 10:00–12:00
Mittwoch, 12:00–14:00

Lern- und Lehrmethoden

keine Angabe

Medienformen

keine Angabe

Literatur

  • Crispin Gardiner: "Stochastic Methods: A Handbook for the Natural and Social Sciences" (Springer)
  • N.G. van Kampen: "Stochastic Processes in Physics and Chemistry" (North-Holland)
  • weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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.