Lecture
|
-
5.04.4051 - Laserphysik
Monday: 10:15 - 11:45, weekly (from 18/10/21) Dates on Monday, 07.02.2022 10:00 - 12:00
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
-
5.04.4052 - Kohärente Optik
- Dr. Gerd Gülker, Dipl.-Phys.
Wednesday: 10:15 - 11:45, weekly (from 20/10/21)
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.
-
5.04.4061 - Wind Energy Physics
Thursday: 10:15 - 11:45, weekly (from 21/10/21)
Physical properties of fluids, wind characterization and anemometers, aerodynamic aspects of wind energy conversion, dimensional analysis, (pi-theorem), and wind turbine performance, design of wind turbines, electrical systems.
-
5.04.4070 - Fluid Dynamics I / Fluiddynamik I
Tuesday: 12:00 - 14:00, weekly (from 19/10/21)
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."
-
5.04.4207 - Processing and analysis of biomedical data
- Thomas Brand
- PD Dr. Stefan Uppenkamp, Dipl.-Phys.
- PD Dr. Stephan Ewert
Monday: 08:00 - 10:00, weekly (from 18/10/21) Thursday: 08:00 - 10:00, weekly (from 21/10/21)
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.
-
5.04.4528 - Computational Biophysics
- Prof. Dr. Ilia Solov'yov
- Dr. rer. nat. Luca Gerhards
Wednesday: 12:15 - 13:45, weekly (from 20/10/21)
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
-
5.04.4530 - Vielteilchentheorie
- Prof. Dr. Martin Holthaus
Wednesday: 08:15 - 09:45, weekly (from 20/10/21) Friday: 08:15 - 09:45, weekly (from 22/10/21)
Die Studierenden erwerben Kenntnisse der quantenmechanischen Beschreibung von Vielteilchen-systemen und sollen dadurch in die Lage versetzt werden, aktuelle Forschungsliteratur dieses Gebietes lesen zu können. Sie erwerben Fertigkeiten in der Entwicklung und selbständigen Anwendung typischer mathematischer Näherungsverfahren und sollen deren Stärken ebenso wie die Grenzen der jeweiligen Anwendungsbereiche kritisch einschätzen können. Besondere Kompetenzen, die im Rahmen dieser Veranstaltung erworben werden, zielen ab auf die Fähigkeit, Probleme mit einem hohen Komplexitätsgrad trotz der großen Dimensionalität des effektiven Hilbertraums auf ihren Kern zu reduzieren und effi- zient beschreiben zu können, ggf. unter Einsatz numerischer Methoden.
-
5.04.4532 - Periodisch zeitabhängige Quantensysteme
- Prof. Dr. Martin Holthaus
Monday: 12:15 - 13:45, weekly (from 18/10/21)
-
5.04.4539 - Kosmologie
- Prof. Dr. Jutta Kunz-Drolshagen
Thursday: 12:15 - 13:45, weekly (from 21/10/21)
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
-
5.04.4571 - Density-functional theory
- Prof. Dr. Caterina Cocchi
Tuesday: 14:15 - 15:45, weekly (from 19/10/21) Thursday: 10:15 - 11:45, weekly (from 21/10/21)
-
5.04.4581 - Wärmestrahlung im Nanometerbereich
Tuesday: 14:15 - 15:45, weekly (from 19/10/21) Thursday: 12:15 - 13:45, weekly (from 21/10/21)
-
5.04.4584 - Paradoxa der Speziellen Relativitätstheorie
Thursday: 10:15 - 11:45, weekly (from 21/10/21)
-
5.04.4651 - Fouriertechniken in der Physik
- Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt, Dipl.-Phys.
Tuesday: 10:00 - 12:00, weekly (from 19/10/21), Location: (online) Dates on Tuesday, 22.03.2022 10:00 - 12:00, Wednesday, 20.04.2022 14:45 - 16:45, Location: W02 1-148, W03 1-156
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
-
5.04.4651-Ü - Übung zu Fouriertechniken in der Physik
- Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt, Dipl.-Phys.
Thursday: 19:00 - 21:00, weekly (from 21/10/21)
Übung zur Veranstaltung Fouriertechniken in der Physik
-
5.04.4684 - Solid State Quantum Photonics
- Prof. Dr. Christian Schneider
- Dr. Carlos Anton-Solanas
Wednesday: 12:15 - 13:45, weekly (from 20/10/21), Location: W16A 015/016, W03 1-156
Neben den prinzipiellen Grundlagen der Lichtemission und Absorption in Nanostrukturen soll der Kurs eine Einführung in optische Quantentechnologien vermitteln: Dies umfasst die Emission einzelner Licht-quanten aus Halbleiternanostrukturen, die Beschreibung des quantisierten Lichtfeldes, die Wechselwirkung effektiver 2 Niveau-systeme im Festkörper mit kohärenten Lichtfeldern und die Wechselwirkung von Quantenmaterialien mit quantisierten Lichtfeldern in optischen Mikrokavitäten.
Neben den grundlegenden Mechanismen wird in der Vorlesung Bezug auf aktuelle Anwendung der Quantenphotonik im Bereich der Quantenkommunikation genommen:
Hierbei fokussiert sich die Diskussion auf:
Die Implementierung von Festkörpereinzelphotonenquellen
hoher Effizienz Quantenkohärenz in Lichtquellen, und deren Stellenwert in Quantennetzwerken
Quellen verschränkter Photonenpaar
-
5.04.4685 - Light-Matter Coupling of Semiconductor Nanostructures
- Prof. Dr. Christian Schneider
- Dr. rer. nat. Martin Esmann
Tuesday: 12:15 - 13:45, weekly (from 19/10/21) Thursday: 16:15 - 17:45, weekly (from 21/10/21)
Die Studierenden wiederholen und vertiefen fundamentale Aspekte der Licht-Materie Wechselwirkung. Sie erwerben darauf aufbauend ein erweitertes Verständnis von Vielteilchen-anregungen (z.B. Exzitonen) in nanostrukturierter Materie. Die Studierenden lernen experimentelle und theoretische Werkzeuge kennen, um die Kopplung von optischen Anregungen an magnetische und mechanische Freiheitsgrade (Phononen, Opto-mechanik) zu beschreiben.
Die Kopplung von Licht und Materie in Mikrokavitäten wird tiefgehend diskutiert. Hierbei erlernen die Studierenden Konzepte wie die normale Modenkopplung, die Thermalisierung von Quasiteilchen sowie deren Kopplung an mechanische Freiheitsgrade.
-
5.04.4883 - Chaos, catastrophes, and fractals
- Prof. Dr. Joachim Peinke
- Dr. rer. nat. Michael Sinhuber
- Dr. rer. nat. Jan Friedrich
Monday: 10:15 - 11:45, weekly (from 18/10/21)
The goal of this lecture is to get acquainted with prevalent concepts for dynamic systems. Particular emphasis lies on the interpretation of certain non-linear deterministic systems with respect to their fixed points (stationary or equilibrium solutions) as well as their sensitivity with respect to initial conditions (characterization via Lyapunov exponents). The evolution of fixed point leads to the catastrophe theory. The time evolution of non-stationary and non-linear system leads to chaos. Different routes to chaotic regimes will be discussed and put into the context of applications such as coupled generators in wind energy systems. The concept of fractal measures will be discussed at selected examples (Cantor set, Koch curves, etc.), which serves for the characterisation of chaotic attractors but also for fractal geometries like boarder lines, surfaces, turbulence or boundaries of basins of attraction.
Ziel dieser Vorlesung ist es, gängige Konzepte für dynamische Systeme kennenzulernen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Interpretation bestimmter nichtlinearer deterministischer Systeme hinsichtlich ihrer Fixpunkte (stationäre oder Gleichgewichtslösungen) sowie ihrer Empfindlichkeit gegenüber Anfangsbedingungen (Charakterisierung über Ljapunov-Exponenten). Die Entwicklung von Fixpunkten führt zur Katastrophentheorie. Die zeitliche Entwicklung von nicht-stationären und nicht-linearen Systemen führt zum Chaos. Verschiedene Wege zu chaotischen Regimen werden diskutiert und in den Kontext von Anwendungen gestellt (z. B. gekoppelte Generatoren in Windenergieanlagen). An ausgewählten Beispielen (Cantor-Menge, Koch-Kurven, etc.) wird das Konzept der fraktalen Maße diskutiert, das zur Charakterisierung von chaotischen Attraktoren, aber auch von fraktalen Geometrien wie Grenzlinien, Flächen, Turbulenzen oder Grenzen von Anziehungsgebieten dient.
-
5.04.6570 - Fundamentals of Optics
Monday: 09:00 - 13:00, weekly (from 18/10/21)
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).
-
5.04.776 - The Space Environment
- Prof. Dr. Björn Poppe
- Dr. Gerhard Drolshagen
Friday: 12:15 - 13:45, weekly (from 22/10/21)
|
|