SA104X Examensarbete inom teknisk fysik, grundnivËa, 15 hp V ...
SA104X Examensarbete inom teknisk fysik, grundnivËa, 15 hp V ... SA104X Examensarbete inom teknisk fysik, grundnivËa, 15 hp V ...
Referens: A. Morales, The second law of classical thermodynamics stated in termsof twin systems, Am. J. Phys. 77 (4), 365 (2009).13. Spagettifysik. Fatta en spagetti i båda ändorna och böj den sakta tills den brytsi bitar. Kan du simulera detta händelseförlopp?Referens: B. Audoly och S. Neukirch, Fragmentation of Rods by Cascading Cracks:Why Spaghetti Does Not Break in Half, Phys. Rev. Lett. 95, 095505 (2005).14. Archimedes princip. Din uppgift är att redogöra för Archimedes princip. Dindiskussion bör innehålla en matematisk formulering av principen och hur denbeskrivs utifrån denna. Exemplifiera med erfarenheter från vardagen.Referenser: A. Ramgard, Vektoranalys, 3:e upplagan, KTH (2000); böcker i vektoranalysoch mekanik.15. Dielektricitetskonstanten för vatten. Diskutera olika modeller för att beräknadielektricitetskonstanten för vatten ur en molekylär statistisk mekanisk teori ochjämför med temperaturberoende experimentella data. Diskutera speciellt Clausius–Mosottis, Onsagers och Kirkwood–Frölichs ekvationer.Referenser: Exempelsamlingen i statistisk fysik, D.J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics,3rd ed., Prentice–Hall (1999) och H. Frölich, Theory of Dielectrics –Dielectric Constant and Dielectric Loss, Oxford (1949).16. Klassisk simulering av argon i flytande och kristallin form. Skriv ett enkeltprogram som integrerar de klassiska rörelseekvationerna för partikelsystem medperiodiska randvillkor. Använd en Lennard–Jones-potential med lämpliga värdenpå parametrarna för att beskriva argon. Undersök om det går att få vätskan attfrysa genom att sänka temperaturen.Referens: D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation. FromAlgorithms to Applications, Academic Press (2002).17. Modellering i kvantmekaniska system. Temperaturberoendet hos värmekapacitetenoch entropin för H 2 , HgF och HgI i gasfas kan man förstå som bidrag frånfri partikel, roterande “hantel”, endimensionell harmonisk oscillator samt excitationav elektrontillstånd. Vid närmare analys av data finner man avvikelser fråndessa enkla modeller. I projektet skall avvikelserna modelleras och kvantifieras,samt skillnaden mellan de tre ämnena diskuteras i termer av kvantmekanik ochekvipartitionsteoremet.Referenser: Kursböcker i kvantmekanik och statistisk fysik, experimentella datafrån I. Barin, Thermochemical data of pure substances, samt tre arbeten av G. Grimvallom modellering i fysiken: Sci. Model. Simul. (2008), vol. 15, s. 5-20, 21-39,41-57. (Fler liknande projekt kan formuleras, t.ex. om alkalihalider i gasfas.)18. Kvantelektrodynamik med elektroniska kretsar. Vi arbetar med ickelinjäroch kvantmekanisk dynamik för supraledande kretsar vid mikrovågsfrekvenser. Dettaär ett nytt område av fysiken, som vuxit fram ur kvantoptik, men som använder sigav elektroniska mikrovågskretsar tillverkade av supraledare. Experimenten är mycketinvolverade och kräver avancerad nanoteknisk litografi, ultralåga temperaturer
och mikrovågsmätsystem. En student intresserad av kvantfysik och elektronik kangöra ett användbart simuleringsprojekt inom detta område som kandidatexjobb.Modellering av en “kvantfashopps”-oscillator (quantum phase slip oscillator): Vivill utveckla en realistisk kretsmodell för ett experiment med en serie av Josephsonövergångar,avslutad med en kondensator. Vi behöver förstå svängningarna idenna krets, och förstå i vilken utsträckning den kan behandlas som en enkel harmoniskoscillator. Kedjan av Josephsonövergångar kommer att ge upphov till enmycket stark ickelinjaritet, vilket kan leda till bifurkation av svängningsmodernaredan vid mycket lågt antal fotoner. Detta är ett helt nytt område i fysiken, därmycket lite är känt.Referens: R.L. Kautz, Noise, chaos, and the Josephson voltage standard, Rep.Prog. Phys. 59, 935 (1996).19. ”Motor assisted assembly”: Biologiska motorproteinAll levande materia har förmåga att spontant generera rörelse. I detta projektundersöks vilka mekanismer som orsakar rörelse och vilka fysikaliska principersom är inblandade. Levande cellers rörelse på molekylnivå orsakas rörelse avmolekylära motorer, som är molekylära maskiner som konverterar kemisk energitill mekanisk rörelse. En sådan direkt omvandling är märkvärdig, eftersom ingamänskligt tillverkade motorer kan göra detta utan att blanda in mellansteg som innefattarvärme eller elektricitet. Tre huvudklasser av molekylära motorer är myosinsom driver muskelkontraktioner, dynein som driver spermer och cilier, och kinesinsom transporterar organeller längs mikrotubuler. Molekylära motorer får ofta sinenergi genom hydrolys av ATP molekyler. I detta projekt undersöks hur molekyläramotorer rör sig. Hur genererar de krafter? Hur mycket bränsle konsumerar de ochmed vilken effektivitet? Molekylära motorer är ett intensivt aktuellt forskningsområdedär den grundläggande molekylära mekaniken fortfarande till stor den ärokänd. Projektet kommer att studera fysikaliska principer och förenklade modellersom behövs för att förstå hur molekylära maskiner fungerar. Projektet är en kombinationav litteraturstudier, genomarbetning av teoretiska grunder, och studier av”Brownian ratchet” modeller för molekylära maskiner. Mer specifikt ska en modellför polymerisering av cytoskelett filament formuleras för att studera krafter ochpolymeriseringshastigheter.
- Page 4 and 5: Förslag på kandidatexjobb inom te
Referens: A. Morales, The second law of classical thermodynamics stated in termsof twin systems, Am. J. Phys. 77 (4), 365 (2009).13. Spagetti<strong>fysik</strong>. Fatta en spagetti i båda ändorna och böj den sakta tills den brytsi bitar. Kan du simulera detta händelseförlopp?Referens: B. Audoly och S. Neukirch, Fragmentation of Rods by Cascading Cracks:Why Spaghetti Does Not Break in Half, Phys. Rev. Lett. 95, 095505 (2005).14. Archimedes princip. Din uppgift är att redogöra för Archimedes princip. Dindiskussion bör innehålla en matematisk formulering av principen och hur denbeskrivs utifrån denna. Exemplifiera med erfarenheter från vardagen.Referenser: A. Ramgard, Vektoranalys, 3:e upplagan, KTH (2000); böcker i vektoranalysoch mekanik.<strong>15</strong>. Dielektricitetskonstanten för vatten. Diskutera olika modeller för att beräknadielektricitetskonstanten för vatten ur en molekylär statistisk mekanisk teori ochjämför med temperaturberoende experimentella data. Diskutera speciellt Clausius–Mosottis, Onsagers och Kirkwood–Frölichs ekvationer.Referenser: Exempelsamlingen i statistisk <strong>fysik</strong>, D.J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics,3rd ed., Prentice–Hall (1999) och H. Frölich, Theory of Dielectrics –Dielectric Constant and Dielectric Loss, Oxford (1949).16. Klassisk simulering av argon i flytande och kristallin form. Skriv ett enkeltprogram som integrerar de klassiska rörelseekvationerna för partikelsystem medperiodiska randvillkor. Använd en Lennard–Jones-potential med lämpliga värdenpå parametrarna för att beskriva argon. Undersök om det går att få vätskan attfrysa genom att sänka temperaturen.Referens: D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation. FromAlgorithms to Applications, Academic Press (2002).17. Modellering i kvantmekaniska system. Temperaturberoendet hos värmekapacitetenoch entropin för H 2 , HgF och HgI i gasfas kan man förstå som bidrag frånfri partikel, roterande “hantel”, endimensionell harmonisk oscillator samt excitationav elektrontillstånd. Vid närmare analys av data finner man avvikelser fråndessa enkla modeller. I projektet skall avvikelserna modelleras och kvantifieras,samt skillnaden mellan de tre ämnena diskuteras i termer av kvantmekanik ochekvipartitionsteoremet.Referenser: Kursböcker i kvantmekanik och statistisk <strong>fysik</strong>, experimentella datafrån I. Barin, Thermochemical data of pure substances, samt tre arbeten av G. Grimvallom modellering i <strong>fysik</strong>en: Sci. Model. Simul. (2008), vol. <strong>15</strong>, s. 5-20, 21-39,41-57. (Fler liknande projekt kan formuleras, t.ex. om alkalihalider i gasfas.)18. Kvantelektrodynamik med elektroniska kretsar. Vi arbetar med ickelinjäroch kvantmekanisk dynamik för supraledande kretsar vid mikrovågsfrekvenser. Dettaär ett nytt område av <strong>fysik</strong>en, som vuxit fram ur kvantoptik, men som använder sigav elektroniska mikrovågskretsar tillverkade av supraledare. Experimenten är mycketinvolverade och kräver avancerad nano<strong>teknisk</strong> litografi, ultralåga temperaturer
Change language