Phänomene der Nichtlinearen Dynamik in Experiment und Theorie
Bachelor
Die Nichtlineare Dynamik, landläufig als ''Chaos-Theorie'' bezeichnet, versucht, komplexes Verhalten dynamischer Systeme durch nichtlineare, dissipative, niedrig-dimensionale, deterministiche Differentialgleichungen zu erfassen. In der Vorlesung werden ausgehend von Experimenten und praktischen Beispielen die Konzepte der Nichtlinearen Dynamik vorgestellt. Ein besonderer Schwerpunkt dieser Veranstaltung liegt in der Mitgestaltung der Vorlesung und Durchführung von Experimenten durch die Teilnehmer. Parallel zu den Experimenten werde die theoretischen Konzepte vorgestellt.
Diese Vorlesung ist insofern etwas besonderes, als dass sie nicht als klassischer Frontal-Unterricht stattfinden wird. Es ist unser Ziel, die Teilnehmer intensiv in die Vorlesung einzubinden. Z.B. sollen Experiment durch die Teilnehmer selbst durchgeführt werden, inklusive der Datenauswertung.
Dozent:
Achim Kittel und Björn Schelter
Beginn:
3. Mai 2011
Zeit:
Di 14-16, Do. 13-14, Seminarraum 1 (Physik Hochhaus)
Übung: Do. 14-16, CIP Pool oder Seminarraum 1 (Physik Hochhaus)
Vorkenntnisse:
Klassische Mechanik
Einführende Literatur:
- H.G. Schuster, Deterministisches Chaos, VCH, 1994
- H. Kantz, T. Schreiber, Nonlinear Time Series Analysis, Cambridge University Press, 1997
- A. Pikovsky, M. Rosenblum, J. Kurths, Synchronization: A Universal Concept in Nonlinear Sciences, Cambridge University Press, 2003
Vorläufiges Programm (alle Punkte umfassen Praxis und Theorie):
- Pohlsches Rad
- Takens Theorem
- Lyapunov Exponenten
- Fraktale Attraktoren
- Wege ins Chaos
- Instabile periodische Orbits
- Synchronisation von Oszillatoren
Die Übungen: