Kursplan för Icke-jämviktsprocesser i fysik, kemi och biologi

Kursplan fastställd 2026-02-19 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 OCH ASTRONOMI
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 11120
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0111 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		 7,5 hp

I program

Examinator

Behörighet

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

Särskild behörighet

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

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)

  • redogöra för grundläggande begrepp inom sannolikhetsteori och stokastiska processer
  • redogöra för de viktigaste stokastiska modellerna inom fysik, kemi, och biologi
  • formulera diffusionsmodeller för stokastiska fysikaliska, kemiska, och biologiska system
  • praktiskt lösa Langevin och Fokker-Planck ekvationer med analytiska metoder och genom numeriska simuleringar

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

  • 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. I kursen ingår bonusgrundande räkneuppgifter (valfritt).

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 riktat pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.