Mathematische Methoden

Diese Vorlesung gibt eine Einführung in
mathematische Methoden, derer sich die Physik (und viele weitere Wissenschaften)
zur Beschreibung der Natur bedient. Themen sind
1. Potenzreihen Konvergenz; Taylorreihen
Komplexe Zahlen und Funktionen Eulersche Formel; komplexer Logarithmus
2. Differentialgleichungen Existenz und Eindeutigkeit der Lösung, Schwingungen und die Wellengleichung
3. Vektorräume Begriffe und Beispiele, Linearformen und der Dualraum, lineare Abbildungen, Koordinatensysteme und -transformationen, Hauptachsentransformation
4. Vektoranalysis Vektorfelder und 1-Formen, Differential, Linien-, Flächen-, und Volumenintegral, krummlinige Koordinaten, Gradient, Rotation, Divergenz, Satz von Stokes
5. Fouriertransformation, Distributionen, Greenfunktionen
Zusätzlich zu Vorlesung und Übungen bieten wir eine Fragestunde an, in der Sie Fragen zum Vorlesungsstoff stellen können.
Ausserdem ist ein Diskussionsforum im Internet eingerichtet: dort können Sie Fragen stellen und Fragen ihrer Kommilitonen beantworten, Literaturtipps diskutieren etc. Die Fachschaft der Physik bietet ausserdem noch Tutorien zu dieser Vorlesung; Termine sind Donnerstag 16:00-17:30 und Freitag 8:30-10:00, Details werden auf den Seiten der Fachschaft bekannt gemacht.
1. Potenzreihen Konvergenz; Taylorreihen
Komplexe Zahlen und Funktionen Eulersche Formel; komplexer Logarithmus
2. Differentialgleichungen Existenz und Eindeutigkeit der Lösung, Schwingungen und die Wellengleichung
3. Vektorräume Begriffe und Beispiele, Linearformen und der Dualraum, lineare Abbildungen, Koordinatensysteme und -transformationen, Hauptachsentransformation
4. Vektoranalysis Vektorfelder und 1-Formen, Differential, Linien-, Flächen-, und Volumenintegral, krummlinige Koordinaten, Gradient, Rotation, Divergenz, Satz von Stokes
5. Fouriertransformation, Distributionen, Greenfunktionen
Zusätzlich zu Vorlesung und Übungen bieten wir eine Fragestunde an, in der Sie Fragen zum Vorlesungsstoff stellen können.
Ausserdem ist ein Diskussionsforum im Internet eingerichtet: dort können Sie Fragen stellen und Fragen ihrer Kommilitonen beantworten, Literaturtipps diskutieren etc. Die Fachschaft der Physik bietet ausserdem noch Tutorien zu dieser Vorlesung; Termine sind Donnerstag 16:00-17:30 und Freitag 8:30-10:00, Details werden auf den Seiten der Fachschaft bekannt gemacht.
Vorausgesetzte Kenntnisse
Kenntnisse in Linearer Algebra und Integral- und
Differentialrechnung werden vorausgesetzt. Der Besuch des
Vorkurses
wird daher wärmstens empfohlen.
Termine
Vorlesungen: Dienstag 12:00-13:30 und Freitag 10:00-11:30 in Hörsaal II
Übungen: finden Donnerstags in Kleingruppen statt, die in der ersten Vorlesung gebildet werden.
Die genauen Termine und Ort sind auf der Übungsseite finden. Abgabe des ersten Übungsblattes ist Dienstag der 19.10, die erste Übung findet dann am Donnerstag den 21.10 statt.
Die Abgabe der Übungen findet in der Vorlesung Dienstags statt.
Fragestunde: Freitag 12:00-13:30 in Hörsaal II
Klausur: Sa. 12.2.2011, 13:00, Hörsaal I+II, Dauer 3h
Die Klausurergebnisse sind hier.
Nachklausur: 8.4.2011, 14:00, HS I
Die Anmeldung zur Klausur erfolgt über die Datenbank OPDB Datenbank am Rechenzentrum. Die Freischaltung Ihres accounts erfolgt über das Prüfungsamt.
Probeklausur: Die Probeklausur ermöglicht Ihnen, Ihr Wissen unter Klausurbedingungen zu erproben. Die Probeklausur findet am 9.12 in Ihrer jeweiligen Übung statt,
und wird dann in der Übung am 16.12 besprochen. Sie zählt wie ein Übungsblatt.
Übungen: finden Donnerstags in Kleingruppen statt, die in der ersten Vorlesung gebildet werden.
Die genauen Termine und Ort sind auf der Übungsseite finden. Abgabe des ersten Übungsblattes ist Dienstag der 19.10, die erste Übung findet dann am Donnerstag den 21.10 statt.
Die Abgabe der Übungen findet in der Vorlesung Dienstags statt.
Fragestunde: Freitag 12:00-13:30 in Hörsaal II
Klausur: Sa. 12.2.2011, 13:00, Hörsaal I+II, Dauer 3h
Die Klausurergebnisse sind hier.
Nachklausur: 8.4.2011, 14:00, HS I
Die Anmeldung zur Klausur erfolgt über die Datenbank OPDB Datenbank am Rechenzentrum. Die Freischaltung Ihres accounts erfolgt über das Prüfungsamt.
Probeklausur: Die Probeklausur ermöglicht Ihnen, Ihr Wissen unter Klausurbedingungen zu erproben. Die Probeklausur findet am 9.12 in Ihrer jeweiligen Übung statt,
und wird dann in der Übung am 16.12 besprochen. Sie zählt wie ein Übungsblatt.
Aktuelles
Stoff der aktuellen Vorlesungen am 1 und 4 Februar sind
Fouriertransformationen. Der erste Teil des Skriptes findet sich
hier, der zweite
hier.
Unter diesem externen Link finden Sie eine Mitschrift ihres Kommilitonen Moritz Wiegand (Anmeldung mit Klips-Daten erforderlich).
Unter diesem externen Link finden Sie eine Mitschrift ihres Kommilitonen Moritz Wiegand (Anmeldung mit Klips-Daten erforderlich).
Scheine
Einige von Ihnen, die die Klausur bestanden haben, benötigen noch schriftliche
Leistungsnachweise -- Scheine. Lehramtsstudierende und einige Nebenfächler
fallen in diese Kategorie, nicht aber Bachelor Studenten. Benötigen Sie einen
Schein, schicken Sie mir eine kurze email (berg"at"thp.uni-koeln.de), ab
Dienstag der folgenden Woche können Sie den Schein bei Frau Herrmann im Prüfungsamt abholen.
Literatur
Einführend
Großmann, Mathematischer Einführungskurs für die Physik (Teubner)
Begleitend
Arens, Hettlich, Karpfinger, Kockelkorn, Mathematik (Spektrum)
Lang und Pucker, Mathematische Methoden in der Physik (Spektrum)
Fischer und Kaul, Mathematik für Physiker (Teubner)
Weiterführend
Jänich, Mathematik - geschrieben für Physiker (Springer)
Kerner und von Wahl, Mathematik für Physiker (Springer)
Großmann, Mathematischer Einführungskurs für die Physik (Teubner)
Begleitend
Arens, Hettlich, Karpfinger, Kockelkorn, Mathematik (Spektrum)
Lang und Pucker, Mathematische Methoden in der Physik (Spektrum)
Fischer und Kaul, Mathematik für Physiker (Teubner)
Weiterführend
Jänich, Mathematik - geschrieben für Physiker (Springer)
Kerner und von Wahl, Mathematik für Physiker (Springer)
Spielregeln
Scheinkriterium ist das Bestehen der Klausur zum Ende des Semesters.
Die Zulassung zur Klausur erfordert regelmäßige und erfolgreiche Teilnahme an den
Übungen und das Erreichen von mindestens der Hälfte der Übungspunkte.
Die Vorlesung ist Teil der Pflichtveranstaltungen des Bachelor in Physik.
Die Vorlesung ist Teil der Pflichtveranstaltungen des Bachelor in Physik.
Bildnachweis: By Maschen (Own work) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons