Versteht man als studierter Physiker seine Formeln?
Hi, wahrscheinlich klingt die Frage etwas komisch, aber mich würde das wirklich sehr interessieren.
Ich mag Mathe und Physik wirklich sehr gerne. Allerdings habe ich derzeit in der Schule ein ganz großes persönliches Problem mit der Art und Weise des Lernens. Man bekommt nicht selten einfach nur eine Formel ingeklatscht, die weder erklärt noch hergeleitet wird.
Wenn ich die Formel zur Berechnung des Volumens einer Kugel benutze, dann will ich auch wissen, wie die Formel hergeleitet wird etc. ... (ignorieren wir an der Stelle bitte einfach mal die Tatsache, dass man das auch außerhalb der Schule lernen kann)
Ich ziehe es in Betracht Physik zu studieren (und würde mich gerne auf die theoretische Physik spezialisieren). Dabei würde es mich nun interessieren, wie es da bezüglich der Formeln aussieht. Kann ich davon ausgehen, dass ich den Großteil wirklich verstehe und herleiten kann? Ist das ganze auch im Interesse des Studiums? Und sehe ich es richtig, dass es genau dieses Verständnis ist, das einen guten Physiker von einem Taschenrechner unterscheidet?
6 Antworten
Das hängt ab, was man mit "verstehen" meint.
In den Vorlesungen wird üblicherweise alles von den grundlegenden Zusammenhängen hergeleitet. Das sind meist enttäuschend wenige Gleichungen. Bei der Prüfung werden dann natürlich nicht die Ergebnisse geprüft, sondern die Herleitungen. Ergebnisse auswendig lernen hat nichts mit Physik zu tun und wäre ein wenig zu billig ;-) Ich bin bei einer Prüfung einmal durchgerasselt, weil ich einen Schritt in der Herleitung der Lösung der konfluenten hypergeometrischen Differenzialgleichung nicht zeigen konnte (ich träume noch heute von dieser Szene an der Tafel). Dass ich das Endergebnis wusste, war dem Prüfer herzlich egal.
Man spricht übrigens auch nicht gerne von "Formeln" sondern von Naturgesetzen.
Zufällig studiere ich Physik und kann dir weiterhelfen.
Du liegst mit deiner Annahme ganz richtig. Das Physikstudium, gerade wenn der Schwerpunkt die Theoretische Physik sein soll, besteht aus einem Großteil Mathe. Du wirst auch zahlreiche reine Mathevorlesungen haben, wo nicht nur hergeleitet sondern auch bewiesen wird.
In Physik interssiert sich niemand dafür, ob du Formeln wiedergeben kannst, sondern du musst sie verstehen und herleiten bzw. umwandeln können.
Wenn das wirklich deine Interessen sind, dann ist ein Physikstudium genau das Richtige für dich. Aber sei dir im Klaren, dass das kein einfaches Studium ist!
Das kommt drauf an, wo du studierst. Bei mir saß man in den ersten 4 Semestern auch in reinen Mathevorlesungen (zusammen mit den Mathematikern). Und im späteren Verlauf hat man zahlreiche Physik VL die mindestens zur Hälfte aus Mathe bestehen.
Theoretische Physik ist auch eigentlich nichts anderes als reine Mathematik angewand auf Physikalische Probleme.
99% der Sachen, die man in den ersten Mathevorlesungen macht, sind Beweise.
Beweise über Beweise, irgendwas berechnen wie in der Schule ist da gar nicht mehr :-D
Ja klar, wenn du WIRKLICH von einer Materie was verstehen willst, musst du auch jede Formel jederzeit erklären können.
Aber das müssen und wollen nur künftige Physiker/Mathematiker. Herleitungen sind oft sehr aufwendig und langweilig und hat nichts in der Grundschule verloren, oder zumindest selten.
Es läuft unter ergänzendes Wissen, dass man ausserhalb der Schule erwirbt.
"Wenn ich die Formel zur Berechnung des Volumens einer Kugel benutze, dann will ich auch wissen, wie die Formel hergeleitet wird etc. ... "
Wenn du mit deinem jetzigen kenntnisstand ein Dreifachintegral mi Wechsel in Polarkoordinaten und Co. hinkriegst, nur zu :-)
Manche Beweise sind einfach für den bildungsgrad, bei dem man die entsprechende Formel lernt, schlicht zu schwer.
Manches, was für einen Beweis nötig ist, lernt man auch erst an der Uni.
Wenn du mit deinem jetzigen kenntnisstand ein Dreifachintegral mi Wechsel in Polarkoordinaten und Co. hinkriegst, nur zu :-)
Ich liebe diesen Kommentar.
Hat der Professor in der 3. Vorlesung auf die Tafel geklatscht. Natürlich erstmal niemand verstanden.
ist einfach so.
Studiere nun an der Uni und selbst wenn ich mir so komplette beweise wie bspw. den hier anguck, kapiere ich nicht immer gleich Alles.
gerade mit den Differentialen in verschiedenen Koordinatensystemen, der Hessedeterminate und Co....
Dass das nichts für Schüler ist, ist klar.
Finde die jetzt noch schwierig wenn da irgendwie ein Dreifachintegral kommt, womöglich noch die Koordinaten irgendwie voneinander abhängen und dann wird mit Matrizen und Co. noch das Koordinatensystem gewechselt O_o
Da sitzt man , selbst wenn man alle konzepte und Begrifflichkeiten mehr oder weniger kennt, noch eine Weile bis man jeden Schritt nachvollziehen kann.
Mich erinnert das an eine Übung (Grundlagen Elektrodynamik)- als keiner aus unserer Lerngruppe die Volumenformel für eine Kugel kannte, wir aber eine Formelsammlung für Integrale und den Wechsel in andere Koordinatensysteme zur Hand hatten^^
Kugelvolumen geht auch ganz ohne Integral:
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/mathematik/artikel/kugelvolumen-herleitung
Den Beweis kapier ich nicht.
für ne halbkugel gilt doch:
y^2+x^2=r^2
ergo x=sqr(r^2-y^2)
und damit der querschittsflächeninhalt:
Akugel=Pi*x^2=Pi*(sqr(r^2-y^2)=Pi*(r^2-y^2)
beim kreikegel ist die querschnittsfläche (nur mal die rehct seite betrachtet) eine gerade mit der gleichung
f(x)=-x+r=r-x
damit ist der querschnittsflächeninhalt
Akegel=Pi*(r-x)^2
und da die 2. und 3. binmosche Formel nicht identisch sind, kann der Satz von Cavalieri (aka Salamitaktik) hier nicht angewandt werden.
und rein optisch hat doch ein kegel nicht in jeder Höhe den gleichen Durchmesser wie eine Kugel? O_o
Oder verstehe ich hier was falsch? O_o
Nicht die Scheibe des Kegels soll flächengleich der der Kugel sein, sondern (Zylinderscheibe minus Kegelscheibe).
Dass dem so ist, wird auf der verlinkten Seite auch bewiesen.
Ja man sollte den großteil schon verstehen und herleiten können. Also fang besser schon jetzt damit an. Also man weiß jetzt nich jede sch.. formel auswendig und kann sie herleiten aber viele kann man herleiten oder man versteht die herleitung schnell wenn man sie anguckt
Wie viele matheveranstaltungen hat man als physiker?