Mathematik für Physiker Basiswissen für das Grundstudium der Experimentalphysik

AU8wahlgesiahtspunkte für den mathematisahen Inhalt Der Physiker benutzt die Mathematik als Instrument zur formalen Beschreibung von Zusammenhängen und Gesetzmäßigkeiten. Uber Auswahl und Darstellungs form der mathematischen Sachverhalte gehen die Mei nungen zwischen Physikern, Mathematikern und Fach didaktikern oft auseinander. Das hier gewählte An spruchsniveau und die inhaltliche Auswahl beruhen auf folgenden Uberlegungen: 1. Es sollen die mathematischen Kenntnisse vermittelt werden, die in Experimentalphysik-Vorlesungen für das erste und zweite Semester benötigt werden. Es ist die gleiche Mathematik, die in verbreiteten Lehrbüchern der Experimentalphysik (BERGMANN-SCHÄFER, GERTHSEN, MARTIENSSEN, POHL, WESTPHAL u. a.) benutzt wird. Die vorliegende Auswahl stützt sich auf eine Analyse der in diesen Werken häufig und an zentraler Stelle verwendeten Mathematik. Einige Kapitel (Vektor analysis, Determinanten, Fourierreihen, Wellenglei chungen, Oberflächenintegrale) gehen teilweise über diese Bedürfnisse hinaus. 2. Die mathematischen Vorkenntnisse der heutigen Studien anfänger sind auf grund der unterschiedlichen schu- schen Ausbildung kaum noch vergleichbar. Nicht immer schließt der Studienbeginn an die Schule an; oft liegen Jahre dazwischen. Erschwerend kommt hinzu, daß sich der Schwerpunkt des Mathematikunterrichts heute neuen Bereichen wie Men genlehre, Axiomatik, Informatik zuwendet und die Mathe matik keineswegs vor allem im Hinblick auf ihre Anwen dungen in der Physik oder den Ingenieurwissenschaften vermittelt wird. Aus diesem Grund werden auch mathematische Kapitel ausführlich behandelt, die zum Lehrstoff der Schule gehören wie Funktionen, Differentialrechnung, Inte gralrechnung, Vektoralgebra u. a. Insofern soll das - 14 - Lehrbuch bewußt eine Brückenfunktion zwischen Schule und Universität erfüllen.