Welche Teilgebiete der MATHEMATIK werden im PHYSIK STUDIUM ausführlich behandelt?
Soweit ich weiß sind Differentialrechnungen und Vektorrechnungen ganz vorne mit dabei.
Welche Teile der Mathematik sollte man sich fürs Physik Studium ganz besonders genau ansehen?
Danke schon mal im voraus!
6 Antworten
Also ausführlich wird nicht wirklich ein Gebiet der Mathematik behandelt, in dem Sinne als das im Mathematikstudium der Fall ist. Beginnen wird man mit Fehlerrechnung (Statisik), lineare Algebra und Analysis. Der Aufbau dieser Mathematik ist aber ziemlich - aus einer praktischen Sicht gesehen - theoretisch und allgemein. Man wird schnell an die Grenzen der physikalischen Vorstellung kommen. Vor dem Studium finde ich nicht, dass man ein gewisses Gebiet genau kennen muss. Vielmehr ist es hilfreich die mathematische Sprache zu verstehen und wie sie grob zusammenhängt. Denn man lernt ohnehin Neues im Studium und die Schulmathematik ist meist nur ein "Spezialfall" einer allgemeinen mathematischen Struktur.
Das Bachelorstudium Physik besteht aus vier großen Themen
- klassische Mechanik
- Elektrodynamik
- Quantenmechanik
- statistische Physik
Jeder Bereich benötigt eine bestimmte Mathematik.
Für klassische Mechanik und Elektrodynamik, brauchst du Analysis und Vektoranalysis.
Für die Quantenmechanik lineare Algebra und Funktionalanalysis
Für die statistische Physik brauchst du Wahrscheinlichkeitstheorie. Diese behandelt man im Physikstudium aber nur sehr stiefmütterlich und on the fly.
Für den Anfang wichtig ist, dass du fit in reelle Analysis und lineare Algebra bist.
Mathematik ist so ein gigantisch umfangreiches Fach, dass Du selbst im Mathestudium nur einen ganz kleinen Bereich machst.
Zu den Dingen, die Du im Grundstudium Physik lernst, gehören: Analysis, Lineare Algebra, evtl. Algebra. - Die Vorlesungen teilst Du auch mit den Mathematik-StudentenInnen. Und dort lernst Du auch eher beweisen als irgend etwas zu berechnen. Sowas wie Variationsrechnung, Differentialgleichungen, Vektorrechnung, Rechnen mit Matrizen lernst Du eher in der Höheren Mathematik, was viele angehende Physiker auch gerne wählen. Das lernst Du gemeinsam mit den IngenieursstudentenInnen.
Wenn Du im Hauptstudium in Physik noch Mathe brauchst, z.B. wegen Stringtheorie, Elementateilchenphysik, dann hörst Du Dir im Zweifel da ne Spezialvorlesung von der mathematischen Fakutltät an, die dann für bestimmte angehenende Mathematiker (z.B. die am gleichen Lehrstuhl arbeiten) angeboten werden.
Gerne würde ich mal wissen, woher Deine Frage kommt. Bist Du noch SchülerIn und hast die Befürchtung, dass Du nicht genug Mathematik im Physikstudium machst. Die Sorge kann ich Dir nehmen.... Ich denke 90% aller StudentenInnen kommen da an ihre Grenzen....
Uns machte damals speziell die Fehlerrechnung grosse Probleme. Dazu gibt es sicher gute Einführungen. Wir hatten leider nur einen völlig unfähigen Dozenten.
Bei den anderen Hauptgebieten (lineare Algebra, Analysis, Algebra und Gruppentheorie, ...) lag für mich die Schwierigkeit darin, zu sehen, wozu die Sachen gebraucht werden. Denn die Physiker umgingen die Mathematik mit anschaulichen Tricks. Und die Mathematiker vermieden es, die Mathematik auf ein physikalisches Problem anzuwenden. In den ersten zwei Jahren erlebte ich nur einmal, dass ein Matheprofessor ein physikalisches Problem berechnete. Und prompt machte er dabei einen Fehler, so dass ein völlig unsinniges Resultat dabei rauskam. Als ich ihn darauf ansprach, meinte er nur: "Da kommt man schon irgendwie hin."
Mir half dabei ein Buch von S. Grossmann, 'Mathematischer Einführungskurs für die Physik'. Heute gibt es sicher neuere Bücher zu diesem Thema. Ausserdem begann ich die Mathe erst zu verstehen, als ich mit immer schwierigeren physikalischen Problemen zu tun hatte und die Mathe wirklich brauchte.
Mathematik alleine wird in Vorlesungen, die Physiker geben, bestenfalls skizziert.
Mathematik lernen Studenten der Physik in Vorlesungen, die auch Mathematikerr besuchen (oder selbständig aus Büchern, wenn es sich um spezielle mathematische Verfahren handelt, welche fast nur Physiker interessieren: die Mathematik der Stringtheorie etwa).