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Vorkurs Physik WS2018/19

Carsten Westphal, Jan Kierfeld

Technische Universität Dortmund
Winersemester 2018/19

 

 

 

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.

Gruppe 1 10-14 P1-O2-323 Jannis Kolker
Gruppe 2 10-14 P1-O2-110 Janina Bolles
Gruppe 3 10-14 P1-O2-306 Aaron van der Graaf
Gruppe 4 10-14 CP-O3-190 Tobias Janßen
Gruppe 5 10-14 CP-O1-186 Tim Sedlaczek
Gruppe 6 10-14 CP-O3-144 Dominik Birkwald
Gruppe 7 10-14 CP-O3-123 Anneke Reinhold

 

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.

 

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.


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Prof. Dr. Jan Kierfeld
Arbeitsgruppenleiter
Tel.: 0231 755-3545