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Lecture
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5.04.4051 - Laserphysik
Monday: 10:00 - 12:00, weekly (from 19/10/20)
Dates on Monday, 08.02.2021 - Wednesday, 10.02.2021 10:00 - 15:00, Thursday, 11.02.2021 10:00 - 13:00, Friday, 12.02.2021 10:00 - 15:00
Die Studierenden erwerben Kenntnisse auf dem Gebiet der Lasertechnik sowie der nichtlinearen Optik. Nach Erlernung der Grundlagen des Laserprozesses werden verschiedene Lasertypen und Resonatoren vorgestellt. Die Studierenden bekommen Einblicke in aktuelle Forschungsthemen der Licht-Materie-Wechselwirkung und der nichtlinearen Optik. Sie erwerben dabei Kompetenzen sowohl in der theoretischen Beschreibung und Simulation von Laserprozessen als auch im praktischen Umgang mit Lasern.
Inhalte:
Eigenschaften von Licht, Resonatoren, Wellenleiter, Wech-selwirkung Licht / Materie – klassisch / quantenmechanisch, Lasertheorie, Ratengleichungen, Laser-Typen, Nichtlineare Optik, Erzeugung ultrakurzer Lichtimpulse, Anwendungen von Lasern
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5.04.4052 - Kohärente Optik
- Dr. Gerd Gülker, Dipl.-Phys.
Wednesday: 10:00 - 12:00, weekly (from 21/10/20)
Den Studierenden werden vertiefte Kenntnisse im Bereich der Optik mit dem Schwerpunkt der kohärenten Optik vermittelt. Sie werden mit aktuellen Forschungsergebnissen auf diesem Gebiet vertraut gemacht und erwerben dabei Fertigkeiten zum selbständigen Umgang mit entsprechender Fachliteratur. Sie erlangen Kompetenzen zur wissenschaftlichen Analyse komplexer physikalischer Sachverhalte sowie zur selbständigen Einordnung neuer Forschungsergebnisse einschließlich ihrer gesellschaftspolitischen Bedeutung.
Inhalte:
Wellenoptik, Wellenausbreitung, räumliche und zeitliche Kohärenz, Interferenz und Interferometrie, Beugung, Fourieroptik, optische Korrelation, astronomische Anwendungen, Speckle und Speckle-Messtechnik, Holografie, holografische Interferometrie, holografische Filterung, holografisch optische Elemente, digitale Holografie.
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5.04.4070 - Fluid Dynamics I / Fluiddynamik I
Tuesday: 12:00 - 14:00, weekly (from 20/10/20), 00
Dates on Monday, 29.03.2021 08:00 - 09:30
Fluiddynamik I: Grundgleichungen: Navier-Stokes-Gleichung, Kontinuitätsgleichung, Bernoulli-Gleichung; Wirbel- und Energiegleichungen; Laminare Flüsse und Stabilitätsanalyse; exakte Lösungen, Anwendungen
Lehrsprache: "This course will be held in English. If no international students should participate, the course language can also be switched to German."
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5.04.4207 - Processing and analysis of biomedical data
- Thomas Brand
- Prof. Dr. Stefan Uppenkamp, Dipl.-Phys.
- Dr. Stephan Ewert
Monday: 08:00 - 10:00, weekly (from 19/10/20)
Thursday: 08:00 - 10:00, weekly (from 22/10/20)
Dates on Friday, 12.02.2021 09:00 - 11:00
This course introduces basic concepts of statistics and signal processing and applies them to real-world examples of bio-medical data. In the second part of the course, recorded datasets are noise-reduced, analyzed, and discussed in views of which statistical tests and analysis methods are appropriate for the underlying data. The course forms a bridge between theory and application and offers the students the means and tools to set up and analyze their future datasets in a meaningful manner.
content:
Normal distributions and significance testing, Monte-Carlo bootstrap techniques, Linear regression, Correlation, Signal-to-noise estimation, Principal component analysis, Confi-dence intervals, Dipole source analysis, Analysis of variance
Each technique is explained, tested and discussed in the exercises.
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5.04.4528 - Computational Biophysics
Wednesday: 12:00 - 14:00, weekly (from 21/10/20)
The course will explore physical models and computational approaches used for the simulations of macromolecular systems. A mixture of lectures and hands-on tutorials will serve to provide a roadmap for setting investigations of macro-molecular structure and dynamics at the atomic level of detail. The course is based on practical exercises with the biophysical programs NAMD and VMD. In particular, the case studies of various biological systems will be discussed. Relevant physical concepts, mathematical techniques, and computational methods will be introduced, including force fields and algorithms used in molecular modeling and molecular dynamics on parallel computers
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5.04.4539 - Kosmologie
- Prof. Dr. Jutta Kunz-Drolshagen
Thursday: 12:00 - 14:00, weekly (from 22/10/20)
Die Studierenden erhalten einen Überblick über die aktuellen Fragestellungen der Kosmologie. Sie lernen die Konzepte und Methoden der Relativitätstheorie, der Feldtheorie, der Astrophysik und der Teilchenphysik zusammenzuführen, um sie auf die relevanten Fragestellungen der Kosmologie anzu- wenden, und mit Hilfe der Beobachtungsdaten ein konsis- tentes Modell der Evolution des Universums zuformulieren.
Inhalt:
Friedmann-Lemaitre Lösungen, Kosmische Hintergrund- strahlung, Nukleosynthese, Baryonenasymmetrie, Inflationä- res Universum, Dunkle Materie, Dunkle Energie
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5.04.4571 - Density-functional theory
- Prof. Dr. Caterina Cocchi
Tuesday: 12:00 - 14:00, weekly (from 20/10/20)
Thursday: 10:00 - 12:00, weekly (from 22/10/20)
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5.04.4584 - Paradoxa der Speziellen Relativitätstheorie
Wednesday: 10:15 - 11:45, weekly (from 21/10/20)
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5.04.4651 - Fouriertechniken in der Physik
- Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt, Dipl.-Phys.
Tuesday: 10:00 - 12:00, weekly (from 20/10/20)
Dates on Friday, 05.03.2021 10:00 - 12:00
The students know the definition of the Fourier-Transformation (FT) and learn about explicit examples. They know the properties and theorems of the FT, are able to apply these and describe physical processes both in time and frequency domain. They gain deep insights about physical processes analyzing the frequency domain and are able to utilize Fourier techniques solving physical problems, e.g. finding solutions of the time dependent Schrödinger equation. In addition, they learn about examples of the current english physical literature.
Content:
Motivation: Applications of the FT in physics. Examples for Fourier paires, properties of the FT: symmetries, important theorems, shifting, differentiation, convolution theorem, uncertainty relation. Examples concerning the convolution theorem: frequency comb, Hilbert transformation, autocorrelation function. Methods of the time/frequency analysis and Wigner distribution. FT in higher dimensions: tomography. Discrete FT, sampling theorem. Applications in quantum mechanics
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5.04.4651-T - Übung zu Fouriertechniken in der Physik
- Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt, Dipl.-Phys.
Thursday: 19:00 - 20:00, weekly (from 22/10/20)
Übung zur Veranstaltung Fouriertechniken in der Physik
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5.04.4652 - Stochastic Processes in Experiments
Thursday: 12:00 - 14:00, weekly (from 22/10/20)
Die Studierenden erwerben fortgeschrittene Kenntnisse auf dem Gebiet der nichtlinearen Dynamik experimenteller Systeme. Sie erlangen Fertigkeiten zum sicheren und selbstständigen Umgang mit modernen Konzepten und Methoden der Analyse von Messdaten komplexer Systeme. Sie erweitern ihre Kompetenzen hinsichtlich der Fähigkeiten zur erfolgreichen Bearbeitung anspruchsvoller Probleme mit modernen analytischen und numerischen Methoden, zur selbstständigen Erarbeitung aktueller Fachveröffentlichungen sowie der Bedeutung stochastischer Differentialgleichungen im Kontext unterschiedlicher Anwendungen.
Inhalte:
Theoretische Grundlagen stochastischer Differentialgleichungen und der Bestimmung ihrer Parameter. Darstellung verschiedener Beispiele für die Schätzung der Parameter stochastischer Differentialgleichungen aus experimentellen Daten unter Berücksichtigung der Besonderheiten der jeweils untersuchten experimentellen Systeme.
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5.04.6570 - Fundamentals of Optics
Monday: 09:00 - 13:00, weekly (from 26/10/20)
First meeting Monday, 9-13, Emden, T141
The students acquire broad theoretical and experimental knowledge of optics together with the necessary physical background. In the laboratory they acquire practical skills during application of their knowledge from lecture.
The module prepares the students to work in the field of optical science and engineering in general, and yields the base for all further specialisations within the field of optics and laser technology.
Content:
Fundamental and advanced concepts of optics. Topics include: reflection and refraction, optical properties of matter, polarisation, dielectric function and complex index of refraction, evanescent waves, dispersion and absorption of light, Seidel’s abberations, Sellmeier’s equations, optical systems, wave optics, Fourier analysis, wave packets, chirp, interference, interferometry, spatial and temporal coherence, diffraction (Huygens, Fraunhofer, Fresnel), focussing and optical resolution, brilliance, Fourier optics, optics at short wavelengths (extreme UV and X-rays).
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5.04.776 - The Space Environment
- Prof. Dr. Björn Poppe
- Dr. Gerhard Drolshagen
Friday: 12:00 - 14:00, weekly (from 23/10/20)
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