2014/2015

34451 Ikke-lineær matematisk fysik

Engelsk titel:

Nonlinear Mathematical Physics

Sprog:

Point( ECTS )

5

Kursustype:

Kandidat
Kurset udbydes under åben uddannelse
 

Skemaplacering:

E5B (ons 13-17)

Undervisningens placering:

Campus Lyngby

Undervisningsform:

13 eftermiddagssessioner (13-17) med først 3 forelæsninger (35 minutter hver) og derefter
grupperegning (2 timer om 4 projekter)

Kursets varighed:

13-uger

Eksamensplacering:

E5B, F5B

Evalueringsform:

Hjælpemidler:

Bedømmelsesform:

Anbefalede forudsætninger:

Overordnede kursusmål:

At introducere begreber, værktøjer og metoder fra avanceret ikke-lineær anvendt matematik for Fysik og Nanoteknologi studerende, så de er rustede til studier af ikke-lineære systemer inden for fysik, optik, fotonik, hydrodynamik, superledning og biofysik.

Læringsmål:

En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Kende egenskaberne af de fundamentale ikke-lineære ligninger i fysikken
  • Kende til fundamentale ikke-lineære løsninger, som lyse, mørke og vortex solitoner
  • Anvende flerskala perturbationsteori og Fredholm’s alternativ til stringent udledning og reduktion af ikke-lineære ligninger
  • Finde bevarede størrelse og symmetrier og anvende disse i udledningen af generelle ikke-lineære løsninger
  • Bruge virial teori til studier af kollaps
  • Bestemme modulations instabilitet af plan-bølge løsninger til ikke-lineære ligninger
  • Beskrive soliton vekselvirkning
  • Anvende moment metoden til bestemmelse af løsninger af ikke-lineære ligninger, som ikke har en Lagrange funktion
  • Beregne hvordan en soliton kan generere lineære bølger, eller såkaldte Cherenkov stråling, og ved hvilke frekvenser disse optræder
  • Bruge Fourier-midlings perturbationsteori til at analysere anden harmonisk generering og solitonegenskaber i kvadratisk ikke-lineære materialer med ikke-lineære kvasifase tilpasningsgitre og vise hvordan disse kan inducere en kubisk ikke linearitet

Kursusindhold:

Fundamentale ikke-lineære ligninger (Sine-Gordon, Klein-Gordon, Korteweg-de-Vries, Ikke-lineær Schrödinger, Diskret ikke-lineær Schrödinger, Ablowitz-Ladik og chi2 ligninger). Fundamentale ikke-lineære løsninger (lyse, mørke og vortex solitoner). Integrabilitet. Flerskala perturbations teori. Moment metoden. Virial teori. Fredholm’s alternativ, Modulations instabilitet. Soliton fission. Generering af dispersive bølger – Cherenkov stråling. Raman Rødskift. 2. harmonisk generering, cascading, kvasi-fase tilpasning og induceret Kerr ikke-linearitet.

Kursusansvarlig:

Ole Bang , Bygning 345A, Tlf. (+45) 4525 6373 , oban@fotonik.dtu.dk

Institut:

34 Institut for Fotonik

Tilmelding:

I CampusNet
Sidst opdateret: 05. maj, 2014