Physics of Complex Systems - Interactive curriculae of TU Ilmenau
The interactive curriculae provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.
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You can find all details on planned lectures and classes in the course catalogue.
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| module properties module number 200363 - common information | |
|---|---|
| module number | 200363 |
| department | Department of Mathematics and Natural Sciences |
| ID of group | 2426 (Theoretical Physics II / Computational Physics) |
| module leader | Prof. Dr. Martina Hentschel |
| language | Deutsch |
| term | Wintersemester |
| previous knowledge and experience | Kenntnisse des Module Theoretische Physik 1, 2 und 3 mitsamt mathematischer Voraussetzungen. |
| learning outcome | Die Studierenden haben einen Überblick über die Vielfalt physikalischer Phänomene in komplexen Systemen und die Möglichkeiten ihrer quantitativen Beschreibung. Sie konnten Strategien der effizienten Analyse und Modellierung von beliebigen Systemen entwickeln. Die Studierenden sind in der Lage, die erlernten Techniken auch fachübergreifend anzuwenden. Die Studienden verstehen, dass physikalische Ansätze sich auch in scheinbar fachfremden Disziplinen wie den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften nutzbringend anwenden lassen und erreichen so ein tieferes Verständnis der den nur scheinbar getrennten Wissenschaftsgebieten zugrundeliegenden Strukturen. Während der Vorlesungen haben die Studierenden wichtige Methoden kennengelernt und verstanden und waren in der Lage, diese in den Übungen zu trainieren und zu verwenden. Sie sind in der Lage gegenseitig durch Fragen, das Verständnis der Lehrinhalte zu vertiefen. |
| content | Inhalt der Vorlesung ist das Studium und Verständnis komplexer Systeme aus ganz verschiedenen Gebieten der Physik. Das geschieht insbesondere anhand von Inhalten und charakteristischen Beispielen aus der nichtlinearen Dynamik, aus der Physik sozio-ökonomischer Systeme, aus der Spieltheorie und Evolution, aus der mesoskopischen Physik und weiteren Themenfeldern. In jedes Themenfeld wird eine Einführung und ein Überblick über die zentralen Techniken, Methoden und Fragestellungen gegeben. Das Lösen von Übungsaufgaben befähigt die Studierenden zum Anwenden des Erlernten. Im einzelnen werden behandelt: Nichtlineare Dynamik: Beispiele für nichtlineares Verhalten, u.a. logistische Abbildung und Bernoulli-Shift, Wege von regulärer Bewegung ins Chaos, Bifurkationen, Fraktale und fraktale Dimension, Entropiebegriff, Ausblick Quantenchaos, extreme Ereignisse und andere aktuelle Entwicklungen. Physik sozio-ökonomischer Systeme und Spieltheorie: Dynamische Systeme (Verkehrsdynamik - zelluläre Automaten etc., Finanzmärkte - Zeitreihen, Meinungsbildung - Konfliktdynamik); Komplexe Netzwerke (Graphentheoretische Grundlagen, Interdisziplinäre Beispiele statischer Netzwerke, Dynamik auf zufälligen Netzwerken., Interdisziplinäre Beispiele zur Netzwerkdynamik, Fehlerkorrektur durch redundante Datenübertragung und -speicherung). Mesoskopische Physik: Strahlen-Wellen-Korrespondenz und semiklassisches Ansatz, Transport und Landauer-Büttiker-Formalismus, Mesoskopische Optik, Billard-Dynamik und Anschluss an Probleme der nichtlinearen Dynamik. |
| media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation | vorwiegend Tafel, auch Beamer-Präsentationen und Handouts |
| literature / references | Es steht ein breites Spektrum an Deutsch- und Englischsprachiger Literatur zur Verfügung, besonders empfohlen seien u.a.: H.G. Schuster :
"Deterministisches Chaos", Wiley-VCH, 2005 (u.a.). M. Treiber, A. Kesting: Verkehrsdynamik und -simulation, Springer 2010. F. Schweitzer: Modelling Complexity in Economics and Social Science, World Scientific 2002. A. Bunde et al.: The science of disasters, Springer, 2002. Hidetoshi Nishimori: Statistical physics of spin glasses and information processing, Oxford Univ. Press, 2001. Y. Imry: Introduction to Mesoscopic Physics,Oxford University Press, 1997.
|
| evaluation of teaching | |
| Details reference subject | |
|---|---|
| module name | Physics of Complex Systems |
| examination number | 2400707 |
| credit points | 11 |
| SWS | 10 (6 V, 4 Ü, 0 P) |
| number of semesters | 2 Liste der SWS-Verteilungen |
| on-campus program (h) | 112.5 |
| self-study (h) | 217.5 |
| obligation | obligatory module |
| exam | oral examination performance, 60 minutes |
| details of the certificate | |
| link to Moodle course | |
| teacher | |
| signup details for alternative examinations | |
| maximum number of participants | |