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August 16 2017 14:54

Physik Des Flüssigen Zustandes

Englischer Titel: Soft condensed matter physics
Spezialvorlesung, 2 Wochestunden, Wintersemester
Lehrveranstaltungsnummer: 132.380

Vortragender: Gerhard Kahl

Vorbesprechung: Dienstag, 4.10.2005, 10:15; SEM 136

Flüssigkeiten stellen einen wichtigen Bestandteil unseres täglichen Lebens dar - man denke nur an die zentrale Bedeutung von Wasser. Dennoch hat es bis in die späten 1950er Jahre gedauert, bis theoretische Konzepte zur Verfügung standen, die eine quantitative Beschreibung der Eigenschaften der flüssigen Phase ermöglichten. Die rasche Entwicklung von zunehmend leistungsfähigen Computern hat in der Folge zu einem starken Anstieg der Aktivitäten auf dem Gebiet der Flüssigkeitstheorie geführt. Damit verbunden war auch ein rascher thematischer Wandel von anfangs einfachen, atomaren Flüssigkeiten bis hin zu komplexen, molekularen Systemen. Insbesondere in den letzten Jahren hat sich die s.g. weiche Materie - sie umspannt einen weiten Bogen von biologischen Systemen bis hin zu Systemen, die von technologischer Bedeutung sind - als ein zentrales Forschungsgebiet innerhalb der Flüssigkeitsphysik etabliert.

Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung werden zuerst jene Formalismen vorgestellt, die, ausgehend von der Statistischen Mechanik und Thermodynamik, die Berechnung der Eigenschaften der flüssigen Phase erlauben: dazu gehören Integralgleichungsmethoden, thermodynamische Störungstheorien, klassische Dichtefunktionaltheorie sowie Computersimulation. Sie erlauben nicht nur die Beschreibung der homogenen Phase ('bulk'), sondern auch von inhomogenen Systemen, wie sie etwa an festen Oberflächen oder bei Flüssigkeiten in externen Feldern auftreten. Anhand konkreter Beispiele, die von einfachen, atomaren Flüssigkeiten bis hin zu typischen Systemen der weichen Materie reichen, werden strukturelle und thermodynamische Eigenschaften sowie das Phasenverhalten diskutiert und gegebenenfalls mit (Computer-)Experimenten verglichen.