Studiegids

nl en

Diffusie

Vak
2021-2022

Toegangseisen

Wiskunde en Natuurkunde op het niveau van respectievelijk VWO Wiskunde B en VWO Natuurkunde

Beschrijving

In deze cursus leer je statistische processen kennen achter de beweging van moleculen door middel van simulaties in Python. Dezelfde concepten gaan we ook gebruiken om kansspelen te analyseren en de nauwkeurigheid van experimentele metingen te kwantificeren.
Aan de hand van een korte introductie van fysische problemen tijdens een wekelijks hoorcollege zal je door middel van enkele huiswerkopgaven steeds dieper in gaan op kansrekening, statistiek, en combinatoriek. Het zwaartepunt van de cursus vormen de werkcolleges waarin je met behulp van zelf te schrijven Python scripts een groot aantal stochastische processen met simulaties doorrekent.
Door wekelijks opgaven in te leveren met wisselende duo’s, leer je samen te werken en van elkaars inzichten te profiteren.

De volgende onderwerpen uit de statistische fysica komen aan bod:

  • Brownse beweging

  • Het Galton bord

  • De Stokes-Einstein relatie

  • De Poisson- en normaal-verdeling

  • De centrale limietstelling

  • De wet van Fick en de diffusievergelijking

Leerdoelen

Na deze cursus kan je kansrekening, statistiek, en combinatoriek inzetten om een variëteit van fysische problemen kritisch door te lichten.
Je kunt:

  • De programmeertaal Python gebruiken voor berekeningen en simulaties

  • Eenvoudige numerieke technieken toepassen op fysische problemen

  • Verbanden tussen analytische vergelijkingen en numerieke oplossingen toetsen

  • Statistische parameters afleiden uit “random walks”

  • Het verband tussen opeenvolgende Poisson processen en de resulterende normaalverdeling afleiden

  • De nauwkeurigheid van experimenten beoordelen

  • Het verband uitleggen tussen de beweging van individuele moleculen en het macroscopische gedrag van een oplossing of gas

Algemene Vaardigheden

Na afloop kan je:

  • Constructief commentaar geven op elkaars werk

  • Abstracte problemen zelfstanding omzetten in kwantitatieve oplossingen

  • Kritisch de nauwkeurigheid van experimentele resultaten evalueren

Rooster

Rooster
Voor gedetailleerde informatie ga naar Timetable in Brightspace

Onderwijsvorm

Brightspace

Toetsing en weging

Het eindcijfer wordt berekend uit: 6*(1/3 huiswerk opgaven + 2/3 practica)/7 +1/7 eindtoets. Er is geen tussentoets. De eindtoets bestaat uit een programmeer opdracht die thuis uitgevoerd wordt (take home tentamen).

Brightspace

Registratie voor Brightspace verloopt via uSis d.m.v inschrijving voor een studieonderdeel (tentamen) met studieactiviteit

Literatuur

Beschikbaar op Brightspace

Contact

Docent: Prof.dr.ir. John van Noort