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Vorlesungsverzeichnis >> Naturwissenschaftliche Fakultät (Nat) >> Physik >>
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Physikalische Wahlfächer (Bachelor ab 5. Sem. und Master)
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Komplexe Systeme I [KS] -
- Dozent/in:
- Claus Metzner
- Angaben:
- Vorlesung mit Übung, 4 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, PW E
- Termine:
- Di, 16:00 - 19:00, SR 00.020
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA 5
WF Ph-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Worum geht es ?
In komplexen Systemen beeinflussen sich die einzelnen Komponenten durch nicht-lineare Wechselwirkungen gegenseitig und bringen so unerwartete neue Eigenschaften hervor. Solche „emergente“ Phänomene spielen eine Schlüsselrolle bei der spontanen Evolution der Materie von nahezu unabhängigen Teilchen, über immer höher organisierte Strukturen, bis hin zu lebenden Systemen. Dabei ist es zwar - im Nachhinein - grundsätzlich möglich, Eigenschaften der höheren Organisationsstufe auf die Prozesse der zugrundeliegenden Mikroebene zurückzuführen. Umgekehrt ist es aber oft ausgesprochen schwierig, emergente Phänomene vorherzusagen. Die Theorie komplexer Systeme stellt einen integrativen Forschungsansatz dar, bei dem Strukturen und dynamische Prozesse quer durch alle quantifizierbaren Wissenschaften, wie etwa Physik, Technik, Ökonomie, Chemie, Biologie, Hirnforschung, Psychologie, oder Soziologie, mathematisch modelliert und verstanden werden können.
- Inhalt:
- In der Vorlesung werden Begriffe und Lösungsmethoden aus dem Forschungsgebiet der komplexen Systeme als vielseitig verwendbare „Tools“ eingeführt und in der Präsenzübung angewendet. Die Teile der Vorlesung können unabhängig voneinander besucht werden. Zur Durchführung der Übungen sind elementare mathematische Grundkenntnisse der theoretischen Physik erforderlich (z.B. Fourier-Trafo, Differential-Gleichungen, Lineare Algebra, Stochastik). Die Veranstaltung ist jedoch grundsätzlich offen für interessierte Studenten aller Fachrichtungen und Altersstufen.
Stichwörter zum Inhalt:
Kybernetik, Regelungsmechanismen, Lineare Systeme, Autonome Systeme, Lineare Stabilität, Komplexe Netzwerke, Spieltheorie, Strategien, Kooperation, Selbstorganisation, Schwarmdynamik, Stigmergie, Synergetik, Selbstgetriebene Oszillatoren, Synchronisation, Zelluläre Automaten, Neuronale Netzwerke, Nichtlineare Dynamik, Klassisches und Quantenchaos, Potenzgesetzte, Fraktale, Phasenübergänge, Selbstorganisierte Kritikalität, Informationstheorie, Boolsche Netzwerke, Evolutionsdynamik, Artificial Life, Rheologie komplexer Materialien, Polymerphysik, Schäume, Granulare Materie, Biomaterialien, Verkehrsdynamik, Stochastische Prozesse, Biochemische Reaktionsdynamik, Biophysik: Sensoren / neuronale Verarbeitung / Aktoren, Ausgewählte Themen aus Econophysics und Soziophysik.
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Methods in Data Analysis (Methoden der Datenanalyse) [Data Analysis] -
- Dozent/in:
- Christopher van Eldik
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Di, 10:00 - 12:00, TL 1.140
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA 5
WF Ph-MA ab 1
- Inhalt:
- (Deutsche Version unten)
This lecture gives an overview about the mosts important methods for statistically correct data analysis in physics. It is meant to deepen the knowledge on statistical techniques already used in lab courses, and will provide the necessary equipment for Bachelor, Master and PhD theses in experimental physics. In studying the various techniques we will focus on an intuitive understanding of the concepts behind statistical data evaluation. Statistics and probability calculus are deeply connected. Therefore, the first part of the lectures will concentrate on the meaning of probability and probability distributions. The 2nd part is about measurement errors and error propagation, followed by more complicated topics like parameter estimation ("fits"), hypothesis tests ("how confident am I about the interpretation of a measurement") and confidence intervals. If there is time left, we will briefly discuss deconvolution techniques and machine learning tools.
The exercises will often deal with programming small scripts using the ROOT analysis framework, which is C++ based. This is an ideal opportunity to learn about small data analysis projects before starting with a Bachelor or Master project.
More information is available from StudOn . ======================================== Die Vorlesung bietet einen Überblick über die wichtigsten Methoden zur statistisch korrekten Auswertung von Messdaten. Sie vertieft die im Praktikum erlernen Techniken und legt den Grundstein für Master- und Doktor-Arbeiten in der experimentellen Physik. Wir werden beim Erlernen der Methoden so weit möglich auf unsere Intuition setzen, und ein tieferes Verständnis der verschiedenen Konzepte anstreben.
Die Statistik ist eng mit der Wahrscheinlichkeitsrechnung verknüpft. Wir werden uns deshalb im ersten Teil der Vorlesung mit den Begriffen Wahrscheinlichkeit und Wahrscheinlichkeitsverteilungen beschäftigen. Der zweite Teil der Vorlesung beginnt mit einer Einführung in Messfehler und Fehlerrechnung, bevor wir uns mit komplizierteren Dingen wie Parameterschätzungen (etwa "Fits") und Konfidenzintervallen ("wie groß ist mein Vertrauen in die Richtigkeit meiner Messung?") zuwenden. Es folgen Hypothesentests ("Ist ein bestimmtes Modell mit der Beobachtung verträglich?"). Am Ende der Vorlesung werden wir uns mit Entfaltung und maschinellem Lernen beschäftigen. Zum Bearbeiten der Übungen werden wir häufiger den Computer benutzen, und deshalb kleinere Programme mit dem Analysepaket ROOT (C++ basiert) entwickeln, was ganz nebenbei auf die Datenanalyse im Rahmen einer Master-Arbeit vorbereitet. Weitere Informationen stehen auf der Studon-Platform bereit.
- Empfohlene Literatur:
- Roger J. Barlow: "Statistics: A Guide to the Use of Statistical Methods in the Physical Sciences", ISBN-10: 0471922951
W. J. Metzger: "Statistical Methods in Data Analysis" (free download from the web)
Gerhard Bohm & Günter Zech, "Einführung in die Statistik und Messwertanalyse für Physiker", ISBN-10: 3540257594 (free download from the Web, in Germano only)
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Vorlesung: Quanteninformation und Kommunikation -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Gerd Leuchs, Christoph Marquardt
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5
- Termine:
- Fr, 12:00 - 15:00, SR 01.566
Zeit und Ort nach Vereinbarung
Vorbesprechung: Mittwoch, 17.10.2012, 16:00 - 17:00 Uhr, SR 01.566
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA 5
WF Ph-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- In this lecture we will introduce the concepts of quantum information and quantum communication. We will review the basic required quantum optics, introduce classical concepts of information theory and discuss the generalization to quantum information. We will discuss important theoretical concepts as well as experimental realizations.
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Many-body physics in ultra-cold atomic gases -
- Dozent/in:
- Fabian Heidrich-Meisner
- Angaben:
- Vorlesung mit Übung, 6 SWS, ECTS: 10
- Termine:
- Do, 14:00 - 16:00, SR Staudtstr. 3
Mi, 16:00 - 18:00, SRTP 0.179
Mi, 8:00 - 11:00, SR 02.729
ACHTUNG: am 25.10. im Raum TL 1.140 !
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Die Vorlesung richtet sich an Studierende im Masterstudiengang und
Doktoranden in Physik und sollen ein Ueberblick ueber aktuelle
Themen der Vielteilchentheorie vermitteln, die fuer kalte Atomgase
relevant sind.
- Inhalt:
- Die Themen umfassen: Bose-Einstein-Kondensation und
Superfluiditaet, BCS Theorie, BCS-BEC crossover und das unitaere
Fermigas, Thermodynamik von Bose und Fermigasen, optische Gitter,
Bose-Hubbardmodell, Quantenphasenuebergaenge, Fermi-Hubbardmodell,
Quantenmagnetismus, eindimensionale Systeme, und Nichgleichgewichts-
dynamik. Die VL wird bei Bedarf mit einer Einfuehrung in zweite
Quantisierung beginnen. Literaturhinweise werden zu Beginn der
VL gegeben.
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Basic of Lasers -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Nicolas Joly, Angela M. Perez Castaneda
- Angaben:
- Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Schein, ECTS: 5
- Termine:
- Mi, 9:00 - 15:00, AOT-Kursraum, AOT-Praktikumslabor
Einzeltermine am 24.1.2013, 31.1.2013, 9:00 - 18:00, AOT-Praktikumslabor
First meeting: Oct 24th, 09.00-13.00
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF AOT-GL ab 1
- Inhalt:
- The goal of this lecture is to give basics knowledge of Laser. This will
cover the following topics:
Gaussian optics, design and stability of a laser cavity Rate equation and dynamics of a laser Short and ultrashort laser pulses: Q-switch vs Mode-locking. Detection and characterization of laser pulse Nonlinear optics with laser
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UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
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