PHY212

Physik der weichen Materie

Dieses Modul gibt eine Einführung in die Physik der weichen Materie, wobei vor allem die viskoelastischen Eigenschaften solcher Materialien, deren Verhalten ausserhalb des Thermodynamischen Gleichgewichts und die experimentellen Methoden zu deren Untersuchung im Vordergrund stehen. EIn (vorläufiges), detaillierteres Inhaltsverzeichnis ist unten gegeben.

Das Modul besteht aus einer Vorlesung (3 Lektionen pro Woche) und einer Uebungsstunde pro Woche. Die Uebungen finden 14 tägig am Dienstag statt (2 Stunden) und bestehen aus Uebungsblättern sowie Vorträgen von Studierenden zu ausgewählten Themen. Das Modul wird mit einer mündlichen Prüfung in den Semesterferien abgeschlossen und ergibt im Total 6 ECTS.

Zeit: Mo, Di 8:30 - 10:00 (ohne Pause)

Raum: 36 K 08

Lernziele: Am Ende der Veranstaltung sollten Studierende folgende Fähigkeiten erworben haben:

1. Instabilitäten und Symmetriebrüche als Grundlagen von Phasenänderungen erkennen und deren Auswirkungen auf makroskopische Eigenschaften und Muster verstehen.

2. Experimentelle Methoden zur Untersuchung von weicher Materie, vor allem optischer Natur, kennen und beschreiben.

3. Diffusion als Zufallsprozess verstehen und auf verschiedene Gebiete des Transports anwenden können 

4. Einsehen wie mikroskopische Prozesse mit makroskopischem Verhalten zusammenhängen

5. Original-Literatur im Bereich der weichen Materie lesen und erklären können

Leistungsnachweis:

- mind. ein Vortrag in den Uebungsstunden gehalten, mündliche Prüfung

Literatur:

Die in der Vorlesung gezeigten Folien sowie Originalartikel zu verschiedenen Themen sind unten verfügbar.

Weitere Literatur:

- Chaikin, Lubensky:  Principles of condensed matter physics, Cambridge

- Sackmann, Merkel: Biophysik,  Wiley

- Nelson: Biological Physics, Freeman, 2008

- Boal: Mechanics of the Cell, Cambridge, 2003

- Breckow, Greinert: Biophysik,  de Gruyter, 1994

Zeitplan (in Semesterwochen):

Woche 1: Einführung, organisatorisches, Flüssigkristalle, Defekte

Woche 2: Elastizität, Phasenübergänge

Woche 3: Viskoelastizität

Woche 4: Thermodynamik und statistische Mechanik

Woche 5: Populationsdynamik

Woche 6: Konvektion

Woche 7: Taylor-Couette Strömung

Woche 8: Musterbildung, Turing

Woche 9: (Bio-)Polymerphysik

Woche 10: Mikroskopie

Woche 11: moderne Mikroskopie, Fluoreszenz

Woche 12: Lichtstreuung

Woche 13: Vielfachstreuung

Woche 14: Spektroskopie

In der Vorlesung gezeigte Powerpoint Folien: 

PowerPoint Folien (PPTX, 144164 KB)

Uebungsblätter

Blatt 1 (PDF, 67 KB)

Blatt 2 (PDF, 96 KB)

Blatt 3 (PDF, 94 KB)

Blatt 4 (PDF, 110 KB)

Papers zur Diskussion während der Vorlesung:

More is different (PDF, 1134 KB)

Brown'sche Bewegung (PDF, 716 KB)

Diffusing Wave Spectroscopy (PDF, 513 KB)

Superresolution Mikroskopie (PDF, 4607 KB)

Kolloid-Kristalle (PDF, 590 KB)

Depletion Force (PDF, 4325 KB)

2-dimensionales Schmelzen (PDF, 604 KB)