NFYA05045U Dynamiske systemer og kaos (DynSys)
Dynamical Systems and Chaos
Bacheloruddannelsen i fysik
En introduktion til teorien om dynamiske systemer, som spiller
en stor rolle i klassisk fysik, hydrodynamik, biofysik og biologi,
kemi og ingeniørvidenskab.
I kurset gennemgås begreber indenfor den moderne teori for
dynamiske systemer og kaos. De følgende emner vil blive gennemgået:
Ikke-lineær dynamik, fikspunkter og deres stabilitet,
bifurkationsteori i såvel en som to dimensioner, faseplans-dynamik,
grænsecykler, kaos i Lorenz-systemet, kaos i en-dimensionale
afbildninger, fraktaler, fraktale dimensioner og
"mærkelige" attraktorer.
I kurset vil disse emner blive belyst ved hjælp af computersimuleringer ligesom studerende opfordres til egne computersimuleringer.
Viden:
Det overordnede læringsmål for kurset er:
- Opstille ikke-lineære, koblede differentialligninger for idealiserede fysiske systemer. Beskrive disse ud fra fikspunkter, stabiliteter og bifurkationer. Forstå hvornår dynamikken kan være kaotisk.
Færdigheder:
Kurset tilsigter, at studenten på kompetent vis kan:
- Beskrive bevægelser i én dimension ved simple differentialligninger
- Beskrive og forstå alle slag bifurkationer i én dimension.
- Studere bevægelsen i den to-dimensionelle faseplan herunder:
- Identificere fikspunkter og stabiliteten af disse.
- Forstå bevægelsen på grænsecykler og beskrive en Hopf-bifurkation.
- Opstille og forstå Lorenz systemet, herunder fikspunkter for dette.
- Beskrive dynamikken givet af Lorenz systemet. - Beskrive overgangen til kaotisk bevægelse i en-dimensionale, diskrete afbildninger.
- Bruge formalismen for fraktaler, herunder fraktale dimensioner, boks dimensioner, og punktvise dimensioner. Forstå såvel idealiserede fraktaler som fraktaler i naturen.
- Forstå begrebet mærkelige attraktorer og beskrive forskellige idealiserede attraktorer.
Kompetencer:
Kurset giver den studerende en baggrund, der kan bruges videre på
specialiserede kurser inden for emnet, f.eks. på
kandidatuddannelsen, eller i projekter. Den studerende får kendskab
til brugen af computersimuleringer til forståelse af udviklingen af
dynamiske systemer.
Se Absalon for endelig kursuslitteratur. Følgende er et eksempel på forventet undervisningsmateriale:
- Steven H. Strogatz: "Nonlinear Dynamics and Chaos, with Applications to Physics, Biology, Chemistry and Engineering". (Westview Press, 1994 or 2014).
- Kategori
- Timer
- Forelæsninger
- 25
- Forberedelse (anslået)
- 149
- Teoretiske øvelser
- 28
- Eksamen
- 4
- I alt
- 206
Som meritstuderende - klik her!
Som enkeltfags-studerende (efter- og videreuddannelse) - klik
her!
- Point
- 7,5 ECTS
- Prøveform
- Skriftlig stedprøve, 4 timer med opsyn.
- Hjælpemidler
- Alle hjælpemidler tilladt undtagen Generativ AI og internetadgang
- Bedømmelsesform
- 7-trins skala
- Censurform
- Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere
- Reeksamen
Mundtlig prøve, 30 minutter inkl. votering (ingen forberedelsestid)
Kriterier for bedømmelse
Se målbeskrivelser
Kursusinformation
- Sprog
- Dansk
- Kursuskode
- NFYA05045U
- Point
- 7,5 ECTS
- Niveau
- Bachelor
- Varighed
- 1 blok
- Placering
- Blok 3
- Skemagruppe
- C
- Kursuskapacitet
- Ingen begrænsning – medmindre du tilmelder dig i eftertilmeldingsperioden (BA og KA) eller som merit- eller enkeltfagsstuderende.
Studienævn
- Studienævn for Fysik, Kemi og Nanoscience
Udbydende institut
- Niels Bohr Institutet
Udbydende fakultet
- Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Kursusansvarlige
- Mogens Høgh Jensen (8-716c6e69727769724472666d326f7932686f)
Undervisere
Mogens Høgh Jensen, Mathias S. Heltberg