Vorlesung: Mathematische Methoden für das Lehramt (Ba of Arts)
Wintersemester 2015/16
Do. 10:00 - 10:45 Seminarraum Kernphysik
Fr. 12:00 - 13:30 Hörsaal III
Modulbeschreibung
Ein wesentlicher Aspekt der physikalischen Betrachtungsweise ist
die Beschreibung von Naturvorgängen mit Hilfe der Mathematik.
Dabei kommt eine Vielzahl mathematischer Methoden zum Einsatz und
das Ziel dieser Vorlesung ist es, diese grundlegenden mathematischen
Techniken zu erlernen und anzuwenden.
Die mathematischen Methoden werden hier im Kontext der klassischen
Mechanik (der Newton-Mechanik) vorgestellt, die Vorlesung ist
also wie eine Einführung zur klassischen Mechanik strukturiert
(siehe Inhaltsverzeichnis). Im Unterschied zu einer reinen
Theorie-Vorlesung `Klassische Mechanik' erfolgt in dieser Vorlesung
die Diskussion der relevanten mathematischen Methoden jeweils
an geigneter Stelle (im Inhaltsverzeichnis blau markiert).
Inhaltsverzeichnis:
- Kinematik von Massenpunkten
- Geschwindigkeit, Beschleunigung
[A. Differentiation]
- dreidimensionale Bewegung, Koordinatensysteme
[B. Vektoren]
- elementare Newtonsche Mechanik
- die Newtonschen Axiome
[C. Integration]
- Teilchen im Kraftfeld
[D. skalare Felder und Vektorfelder]
- Potential
[E. partielle Ableitungen, Nabla-Operator,
Gradient]
- Erhaltungssätze
- Impulserhaltung
- Drehimpulserhaltung
- Energieerhaltung
[F. Wegintegrale]
- Bewegung in einer Dimension
- Lösung der Newtonschen Bewegungsgleichung
[G. Differentialgleichungen,
H. Taylorentwicklung]
- gedämpfte Schwingung
[I. komplexe Zahlen]
- Strömungsfeld
- Punktmassen
[J. delta-Funktion]
- kontinuierliche Beschreibung des Strömungsfelds
[K. Flächen- und Volumenintegrale]
- Quellen und Wirbel des Strömungsfelds
[L. Divergenz und Rotation]
Literatur:
- T. Arens, F. Hettlich, Ch. Karpfinger, U. Kockelkorn,
K. Lichtenberger, H. Stachel
Mathematik
Spektrum Akademischer Verlag
sehr umfangreich (>1500 Seiten) aber auch sehr nützlich und
gut geschrieben
- W. Nolting
Grundkurs Theoretische Physik 1 - Klassische Mechanik
Springer Verlag
auf 400 Seiten ein gute Einführung in die klassische
Mechanik inkl. einer Einführung zu den wichtigsten
mathematischen Methoden (100 Seiten)
- Lambacher Schweizer - Mathematik
Qualifikationsphase, Leistungskurs/Grundkurs
Ernst Klett Verlag
zur Wiederholung des Schulstoffs (Funktionen, Ableitung,
Integration, Vektoren, Matrizen) auf jeden Fall zu empfehlen
Übungen:
- Gruppe 1: Do. 8:00 - 9:30, Seminarraum 2. Physik
Übungsleiterin: Cornelia von Krüchten
- Gruppe 2: Do. 8:00 - 9:30,
Seminarraum Kernphysik
Übungsleiter: Kay Herklotz
- Gruppe 3: Do. 14:00 - 15:30, Seminarraum 2. Physik
Übungsleiter: Christopher Bartel
Ausgabe der Übungsblätter:
Jeweils am Mittwoch als pdf-file auf dieser Web-Seite
Bearbeitung der Übungsblätter:
Die Aufgaben dürfen in Gruppen mit bis zu drei Studierenden
derselben Übungsgruppe bearbeitet und gemeinschaftlich
abgegeben werden. Jedes Gruppenmitglied muss in der Lage sein,
jede der abgegebenen Aufgaben an der Tafel vorzurechnen. Sollte
das auf Nachfrage der Übungsleiterin/ des Übungsleiters
nicht der Fall sein, werden diesem Mitglied für das gesamte
Übungsblatt keine Punkte gutgeschrieben.
Rückgabe der Übungsblätter:
Einwurf bis
spätestens 10:00 Uhr des
darauffolgenden Mittwochs in die
Briefkastenanlage vor dem Eingang zum Institut für Theoretische
Physik.
Bitte deutlich lesbar angeben: Nummer der Übungsgruppe, Name
Klausur:
Zulassungskriterien: mindestens 50% der Gesamtpunkte aus den
Übungen
sowie aktive Teilnahme an den Übungen.
("aktive Teilnahme" = Anwesenheit + regelmäßiges Vorrechnen)
Termin: Do., 25.02.2016, 14:30 - 17:30 in den
Hörsälen
II und III
Hinweise zur Klausur:
- Bitte unbedingt Personalausweis und Studienausweis mitbringen!
- Der Stoff der Klausur umfasst, wie üblich, den
gesamten Stoff der Vorlesung sowie der Übungsblätter.
- Hilfsmittel wie Taschenrechner, Skript, Bücher,
etc. sind nicht zugelassen.
- Bitte nur Kugelschreiber (schwarz oder blau) oder Füller
mit schwarzer Tinte verwenden (keine blaue Tinte).
- Schreiben Sie die einzelnen Aufgaben bitte auf separate Blätter.
- Geben Sie keine Blätter mit Notizen/Nebenrechnungen
etc. ab.
Nachklausur:
Termin: Di., 29.03.2016, 13:00 - 16:00 im Hörsaal I
Klausurergebnisse
Klausureinsicht: Freitag, der 01.04.2016,
12:00 - 13:00, in meinem Büro (Raum 2.01) im Theorie-Neubau
back to homepage