Proseminar: Kristallographische Gruppen

Wintersemester 2014/2015

Lehrstuhl für Algebra und Zahlentheorie
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Ornamentgruppe cmm von Martin von Gagern
Bild: Martin von Gagern*.
Inhalt Literatur Vorträge
Malt man ein unendliches Kachelmuster (Ornament) auf eine Ebene, so bilden die Bewegungen der Ebene, welche das Kachelmuster in sich selbst überführen, eine Gruppe – die sogenannte Symmetriegruppe des Ornamentes. Aus mathematischer Sicht nennt man nun zwei Ornamente äquivalent, wenn ihre Symmetriegruppen gleich (genauer: isomorph) sind. Ziel des Seminars ist der folgende Satz: Es gibt genau 17 verschiedene Klassen von Ornamenten (bezüglich dieser Äquivalenz).
Wir erarbeiten diesen Satz anhand des Buches Symmetrien von Ornamenten und Kristallen von M. Klemm. Das Seminar richtet sich an Studierende ab dem dritten Semester. Vorausgesetzt werden die Begriffe aus der linearen Algebra. Am Anfang des Seminars erarbeiten wir Grundbegriffe der Gruppentheorie.
Die Themen für die Vorträge werden in den beiden Vorbesprechungen vergeben. Zur Teilnahme am Seminar kommen Sie einfach zu einer der beiden Vorbesprechungen und wählen ein Thema (Maximale Teilnehmerzahl: 15).

Proseminar: Kristallographische Gruppen

Vorbesprechung 1:
Montag 7. Juli 2014, 12:30 Uhr in 25.22.00.72
Vorbesprechung 2:
Montag 13. Oktober 2014, 14:30 - 16:00 Uhr in 25.13. U1.22
Beginn:
Montag 13. Oktober 2014
Zeit/Ort:
Mo. 14:30 - 16:00 Uhr in 25.13. U1.22
Inhalt:
Gruppen, Diedergruppen, Bewegungsgruppe des Euklidischen Raumes, Bewegungen der Ebene, Gitter, Diskrete Untergruppen, Erweiterungen von Gruppen, Endliche Gruppen von Matrizen, die 17 Ornamentgruppen.
Selbständiges Erarbeiten von mathematischen Texten.
Voraussetzungen:
Lineare Algebra
Leistungsnachweis:
Aktive Teilnahme. 80 min Vortrag.
Veranstalter:
Gebäude 25.22, Raum 3.50
email: klopsch at math dot uni-duesseldorf dot de
Veranstalter:
Gebäude 25.22, Raum 3.39
email: steffen.kionke at uni-duesseldorf dot de
tel: 0211 - 81 - 14397
Sprechstunden: nach Absprache

Literatur

Wir arbeiten hauptsächlich anhand des Buches:
  • M. Klemm, Symmetrien von Ornamenten und Kristallen, Springer-Verlag 1982.
Einen ergänzenden Text zu den sieben Friesgruppen finden Sie hier .
Für manche Vorträge sind folgende Quellen hilfreich:
  • M. A. Armstrong, Groups and Symmetry, Springer-Verlag 1988.
  • J.C. Jantzen, J. Schwermer, Algebra, Springer-Verlag 2006.
  • R. C. Lyndon, Groups and Geometry, Cambridge University Press 1985.
  • D. Schattschneider, The Plane Symmetry Groups: Their Recognition and Notation, American Mathematical Monthly, 85, 439 – 450 (1978). Online
Weiterführende Literatur:
  • D.R. Farkas, Cystallographic groups and their Mathematics, Rocky Mountain Journal, 11, 511 – 551 (1981). Online
  • L. Charlap, Bieberbach Groups and Flat Manifolds, Springer-Verlag 1986.

Vorträge

Mo 13.10.2014 Steffen Kionke Vorbesprechung - Was sind Kristallographische Gruppen?
Mo 20.10.2014 Niklas Lang Grundlegendes zu Gruppen
Mo 27.10.2014 Lara Eschenauer Homomorphie-Sätze für Gruppen
Mo 03.11.2014 Svenja Mevissen Bewegungen des euklidischen Raumes
Mo 10.11.2014 Jan Dörbandt Bewegungsgruppen und Gitter
Mo 17.11.2014 Alina Eichhorst Gitter und ihre Symmetrien
Mo 24.11.2014 Hannah Theisen Raumgruppen
Mo 01.12.2014 Kerstin Seliger Erweiterungen von Gruppen (1)
Mo 08.12.2014 Timo Bornfleth Erweiterungen von Gruppen (2)
Mo 15.12.2014 Isabel Wingen Klassifikation der 7 Friesgruppen
Mo 05.01.2015 Vivien Marx Gitter und Punktgruppen in der Ebene
Mo 12.01.2015 Johannes Merck Die 17 Ornamentgruppen
Mo 19.01.2015 Larissa Mieth Die Sätze von Frobenius und Jordan (1)
Mo 26.01.2015 Raphael Küster Die Sätze von Frobenius und Jordan (2)
Mo 02.02.2015 Christina Borns Die endlichen Gruppen des dreidimensionalen Raumes

Abbildungen

Abbildungen von Ornamenten findet man z.B. im Artikel von Schattschneider. Aber auch im Internet findet man viele Abbildungen von Ornamenten und Kristallen. Das Bild oben zeigt ein Ornament zur Gruppe cmm. Es stammt von Martin von Gagern, auf dessen Website man auch Bilder zu den anderen Ornamentgruppen findet. Auch auf der englischen Wikipedia Seite Wallpaper group findet man viele Illustrationen.



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Letzte Änderung: 26.06.2014