Dynamiske systemer og kaos (DynSys)

Kursusindhold

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.

Engelsk titel

Dynamical Systems and Chaos

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i fysik

Målbeskrivelse

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.

3 timers forelæsninger og 4 øvelsestimer per uge

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).

Matematik for bachelorstuderende i fysik

www.dynamical-systems.nbi.dk

Kollektiv
Feedback ved afsluttende eksamen (ud over karakteren)
ECTS
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

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 25
  • Forberedelse (anslået)
  • 149
  • Teoretiske øvelser
  • 28
  • Eksamen
  • 4
  • Total
  • 206

Kursusinformation

Undervisningssprog
Dansk
Kursusnummer
NFYA05045U
ECTS
7,5 ECTS
Niveau
Bachelor
Varighed

1 blok

Placering
Blok 3
Skemagruppe
C
Kapacitet
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
Kursusansvarlig
  • Mogens Høgh Jensen   (8-716c6e69727769724472666d326f7932686f)
Underviser

Mogens Høgh Jensen, Mathias S. Heltberg

Gemt den 23-02-2026

Er du BA- eller KA-studerende?

Er du bachelor- eller kandidat-studerende, så find dette kursus i kursusbasen for studerende:

Kursusinformation for indskrevne studerende