Kursplan för Icke-jämviktsprocesser i fysik, kemi och biologi

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2022-02-02 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnNon-equilibrium processes in physics, chemistry and biology
  • KurskodTIF106
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPCAS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeBioteknik, Kemiteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionFYSIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 11123
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0111 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		 7,5 hp
  • 11 Okt 2024 fm J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Envariabelanalys och linjär algebra. Kunskaper i statistisk fysik är rekommenderade men inte obligatoriska.

Syfte

De allra flesta fysikaliska, kemiska, och biologiska processer sker när systemen inte är i termodynamisk jämvikt. Hur beskriver man mångpartikelsystem iväg från jämvikt, eller på väg mot jämvikt? Till skillnad från den universella termodynamiken är beskrivningen av icke-jämviktsfenomen systemspecifik. Syftet med kursen är att introducera grundläggande metoder för att praktiskt studera icke-jämviktstillstånd. Kursen innehåller exempel från fysik, kemi, och biologi.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Efter kursen skall studenten ha fått en allmän förståelse för stokastiska processer och hur dessa används för att beskriva tidsutvecklingen för ett antal olika system i naturen. Mer specifikt skall studenten kunna:
* redogöra för grundläggande begrepp inom sannolikhetsteori och stokastiska processer
* formulera diffusionsmodeller för stokastiska fysikaliska, kemiska, och biologiska system
* praktiskt lösa Langevin och Fokker-Planck ekvationer med analytiska metoder och genom numeriska simulationer
* redogöra för de viktigaste stokastiska modeller inom fysik, kemi, och biologi

Innehåll

Följande ämnen behandlas i kursen:
*grundläggande sannolikhetsteori
*fluktuationer i fysikaliska system
*stokastiska processer
*diffusion, Ornstein-Uhlenbeck process, fluktuations-disssipations relationer
*Langevin och Fokker-Planck ekvationer
*stokastisk populationsdynamik, teori för stora avvikelser
*kinetisk teori, Boltzmann ekvation, transportteori
*hydrodynamik
*"First-passage times, Kramer's escape, transition-rate theory"
*turbulenta aerosoler
*reaktionskinetik
*Brownska motorer

Organisation

Föreläsningar och övningar.

Litteratur

Literature
*Lennart Sjögren, lecture notes "Stochastic processes", finns som PDF
*N.G. van Kampen, Stochastic Processes in Physics and Chemistry, North-Holland (2007)
*P. L. Krapivsky, S. Redner & E. Ben-Naim, A kinetic view of statistical physics, Cambridge University Press (2010)
*P.M. Chaikin & T.C. Lubensky, Principles of condensed matter physics, Cambridge University Press (1995), Chapter 8




Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen samt hemuppgifter.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på kurstillfälle:
    • 2024-04-12: Block Block ändrat från D till B av Per Thorén
      [Kurstillfälle 1]