Mathematische Methoden der Physik - Lehramt (Dr. Katrin Buth)

Die Mathematischen Methoden der Physik - Lehramt umfassen 7 Semesterwochenstunden, wobei Vorlesungen und Übungen nicht strikt getrennt sind. Die Veranstaltung richtet sich vorwiegend an Lehramtsstudierende der Physik im ersten Semester. Es werden mathematische Grundkenntnisse vorausgesetzt.

Hauptziel der Veranstaltung ist die Einführung in wichtige mathematische Methoden, die in der Schule nicht behandelt werden, im Physikstudium aber sehr früh gebraucht werden (Beispiele: Komplexe Zahlen, Differentialgleichungen, Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen, Vektoranalysis). Dabei werden auch einige Grundlagen kurz wiederholt (Beispiele: Funktionen, Differential- und Integralrechnung, Vektoren).

Die mathematischen Begriffe werden anhand von Beispielen mit physikalischen Fragestellungen verknüpft.

Grundwissen
1. Gleichungen und Ungleichungen
2. Funktionen
3. Kegelschnitte
4. Folgen und Reihen
5. Komplexe Zahlen
6. Differentialrechnung
7. Taylor-Reihen
8. Integralrechnung
9. Gewöhnliche Differentialgleichungen
10. Vektoren und Matrizen
11. Koordinatensysteme
12. Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
13. Vektoranalysis

Die einzelnen Dateien werden während des Semesters nach und nach eingestellt. Sie stehen maximal bis zum Ende des Semesters zum Herunterladen zur Verfügung.

Wichtige Informationen

Wichtige Informationen (PDF)
Wichtige Hinweise zum Selbststudium (PDF)
Griechisches Alphabet, Naturkonstanten, Einheiten und Präfixe (PDF)
Links zu einigen E-Books (PDF)

Grundwissen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen (PDF)

Gleichungen und Ungleichungen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)

Funktionen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)
Übungen 3 (PDF)

Kegelschnitte

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)

Folgen und Reihen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)
Übungen 3 (PDF)

Komplexe Zahlen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen (PDF)

Differentialrechnung

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)
Übungen 3 (PDF)

Taylor-Reihen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen (PDF)

Integralrechnung

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)

Gewöhnliche Differentialgleichungen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)

Vektoren und Matrizen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)

Koordinatensysteme

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen (PDF)

Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)

Vektoranalysis

Anregungen zum Selbststudium (PDF)
Skript (PDF)
Übungen 1 (PDF)
Übungen 2 (PDF)

Die einzelnen Dateien werden während des Semesters nach und nach eingestellt. Sie stehen maximal bis zum Ende des Semesters zum Herunterladen zur Verfügung.

Hausaufgaben

Blatt 01 (PDF)
Blatt 02 (PDF)
Blatt 03 (PDF)
Blatt 04 (PDF)
Blatt 05 (PDF)
Blatt 06 (PDF)
Blatt 07 (PDF)
Blatt 08 (PDF)
Blatt 09 (PDF)
Blatt 10 (PDF)
Blatt 11 (PDF)
Blatt 12 (PDF)
Blatt 13 (PDF)

Lehrbücher zur Mathematik

L. Papula, Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler - Band 1
Allgemeine Grundlagen, Vektoralgebra, Funktionen und Kurven, Differentialrechnung, Integralrechnung, Potenzreihenentwicklungen, Komplexe Zahlen und Funktionen, Vieweg Teubner, 13. Auflage 2011

L. Papula, Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler - Band 2
Lineare Algebra, Fourier-Reihen, Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen, gewöhnliche Differentialgleichungen, Fourier-Transformationen, Laplace-Transformationen, Vieweg Teubner, 13. Auflage 2012

L. Papula, Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler - Band 3
Vektoranalysis, Wahrscheinlichkeitsrechnung, Grundlagen der mathematischen Statistik, Fehler- und Ausgleichsrechnung
Vieweg Teubner, 6. Auflage 2011

G. Merziger und T. Wirth, Repetitorium der höheren Mathematik
Binomi-Verlag

F. Embacher, Mathematische Grundlagen für das Lehramtsstudium Physik
Vieweg Teubner, 2. Auflage 2011

Formelsammlungen

I. N. Bronstein, K. A. Semendjajew, G. Musiol, H. Mühlig, Taschenbuch der Mathematik, Harri Deutsch

L. Papula, Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler
Vieweg Teubner, 10. Auflage 2009

Zusätzliche Aufgaben und Beispiele

L. Papula, Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler – Anwendungsbeispiele
Vieweg Teubner, 6. Auflage 2012

L. Papula, Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler – Klausur- und Übungsaufgaben, Vieweg Teubner, 4. Auflage 2010

Kompakte Lehrbücher zur Physik

E. Hering, R. Martin und M. Stohrer, Physik für Ingenieure
Springer, Berlin, 10. Auflage 2007

M. Alonso and E. J. Finn, Physics, Addison Wesley, 1992

Schulbücher

J. Grehn und J. Krause, Metzler Physik. Schülerband. Klasse 11-13. Schroedel

B. Diehl, R. Erb und H. Hesse, Physik Oberstufe – Gesamtband Cornelsen-Verlag