Carsten Westphal, Jan Kierfeld

Technische Universität Dortmund
Winersemester 2018/19

• LSF-Eintrag
• moodle-Arbeitsraum (Anmeldung mit Passwort aus Vorlesung)

Ort, Zeit, Organisatorisches

ab Mittwoch, 26.9.2018:

Vorlesung von 8:30(s.t.) - 10:00

Vorlesungstermine:

Der Vorkurs beginnt am Mo, 24.9. um 8:15 Uhr

Die Vorlesung findet an den Tagen 24.9.-28.9. und 1.10.-5.10. (außer 3.10.=Tag der dt. Einheit) immer von 8-10 (also 8:15-9:45) im Hörsaalgebäude II, Hörsaal 2 statt.

Das Hörsaalgebäude II ist Gebäude 13 auf diesem Lageplan

Übungen

Es wird täglich 7 parallele Übungsgruppen geben von 10-14 Uhr.

Die Einteilung in die Übungsgruppen erfolgt in der ersten Vorlesung am 24.9. durch Eintragen in entsprechende Listen.

Das SRG1 = Seminarraumgebäude 1 ist Gebäude 25 auf dem Lageplan,

CP = Chemie-Physik-Neubau ist Gebäude 21b,

P = "altes" Physik-Gebäude 21a.

Innerhalb der Physik-Gebäude gilt folgende Nomenklatur: in Px-yy-zzz oder CP-yy-zzz bedeutet

x=Gebäudetrakt: x=1 Ost, x=2 West

yy=Stockwerk:  E0=Erdgeschoss, O1=1.Stock, usw.

zzz=Raumnummer

Übungsblätter

Sie erhalten Übungsblätter, dir in den Übungsgruppen durchgearbeitet werden. Nur durch aktive Mitarbeit werden Sie dabei etwas lernen.

• 1.Übungsblatt
• 2.Übungsblatt
• 3.Übungsblatt
• 4.Übungsblatt
• 5.Übungsblatt
• 6.Übungsblatt
• 7.Übunsgblatt

Skript

Latex-Skript als pdf-file

Wir werden nicht genau nach diesem Skript vorgehen. Der Inhalt sollte aber insgesamt den im Vorkurs behandelten Stoff ungefähr abdecken. Wenn Sie Fehler im Skript finden, schicken Sie mir bitte eine kurze email. 

Synopsis

Die Physik bedient sich zur Formulierung der Naturgesetze der Sprache der Mathematik. Im Vorkurs sollen Mathematikkenntnisse, die für ein Verständnis der Vorlesung Physik 1 erforderlich sind, wiederholt werden. Überwiegend wird es sich um Schulstoff handeln, der kompakt und im Vorlesungsstil wiederholt wird; mehrdimensionale Analysis oder komplexe Zahlen gehen aber bereits über den Schulstoff hinaus. Ein Physiker muss Mathematik anwenden. Dementsprechend liegt der Fokus nicht auf den Beweisen, sondern dem Inhalt und der Anwendung mathematischer Sätze. In der Vorlesung werden drei Themenblöcke behandelt werden, Lineare Algebra, (mehrdimensionale) Analysis und komplexe Zahlen. Die folgende vorläufige Themenliste wird ungefähr behandelt werden:

• Lineare Algebra
  • Vektoren
    Zahlen, Skalare, Vektoren, Vektorräume, Gerade, Ebene, Basis, Norm, Skalarprodukt, Orthogonalität, Vektorprodukt
  • Matrizen
    Lineare Gleichungssysteme, Matrizenmultiplikation, Inverses, Lineare Abbildungen, Drehungen, Determinanten
• Analysis
  • Funktionen
  • Differenzieren
  • Integrieren
  • Anwendungen der Differenzialrechnung
  • Folgen und Reihen
  • Taylor-Entwicklung, Potenzreihen
• Mehrdimensionale Analysis
  • Vektorwertige Funktionen
  • Partielles Differenzieren
  • Gradient, Divergenz, Rotation
  • Krummlinige Koordinaten
• Komplexe Zahlen
  • Rechenregeln
  • Polardarstellung

Literatur

1. H.J. Korsch, Mathematik-Vorkurs für Physik, Mathematik, Ingenieurwissenschaften
   Binomi-Verlag 2004, ISBN 3-923923-63-2, 154 Seiten, 5,80 EUR
   
   
2. K. Hefft, Mathematischer Vorkurs zum Studium der Physik
   Online-Version
   Spektrum Akademischer Verlag 2006, ISBN: 3827416388, 340 Seiten, 24,50 EUR
   
   
3. H.J. Korsch, Mathematische Ergänzungen zur Physik
   Binomi-Verlag 2007, ISBN 3-923923-61-8, 503 Seiten, 19,80 EUR
   geht über den Vorkurs hinaus, deckt die gesamte in den ersten 3-4 Semestern benötigte Mathematik ab.
   
   
4. Siegfried Großmann, Mathematischer Einführungskurs für die Physik
   Online-Version (aus dem Netz der TU Dortmund verfügbar)
   Springer 2012, ISBN 978-3-8351-0254-5,
   geht über den Vorkurs hinaus, deckt die gesamte in den ersten 3-4 Semestern benötigte Mathematik ab.
   
   
5. W. Nolting, Grundkurs Theoretische Physik 1: Klassische Mechanik
   Online-Version (aus dem Netz der TU Dortmund verfügbar)
   Springer 2011, ISBN 978-3-642-12947-6
   hier entspricht das erste Kapitel (Mathematische Vorbereitungen) einem Vorkurs, weitere Kapitel decken dann bereits Teile der Vorlesung Physik 1 ab.
   
   
6. C.B. Lang, N. Pucker, Mathematische Methoden in der Physik
   Online-Version (aus dem Netz der TU Dortmund verfügbar) 
   Springer 2016, ISBN 978-3-662-49312-0,
   geht über den Vorkurs hinaus, deckt die gesamte in den ersten 3-4 Semestern benötigte Mathematik ab. Behandelt auch numerische Techniken.
   
   
7. K.F. Riley, M.P. Hobson, S.J. Bence, Mathematical methods for physics and engineering - A comprehensive guide
   Cambridge University Press 2006, 1333 Seiten, Taschenbuch 39,90 EUR
   Some people prefer the anglo-american style of writing and presentation. This book goes far beyond a "Vorkurs" and covers all the mathematics needed during the first two years.
   
   
8. Arfken, Weber Mathematical Methods for Physicists
   Academic Press 2012, 1220 Seiten
   This book goes far beyond a "Vorkurs" and covers all the mathematics needed during the first two years. Many Examples.
   
   
9. I.N. Bronstein, K.A. Semendjajew, G. Musiol, H. Muehlig, Taschenbuch der Mathematik
   Online-Version (aus dem Netz der TU Dortmund verfügbar)
   Verlag Harri Deutsch 2016, ISBN: 3808557893, 1280 Seiten, 31 EUR
   "Der Bronstein" ist das klassische Nachschlagewerk für mathematische Formeln aller Art. Mittlerweile angereichert mit etwas mehr Text. Wird Sie durch das gesamte Physikstudium begleiten.