Brückenkurs Physik 2007

Inhalt



Vorbemerkungen: Hier sind einige Leistungen allgemeiner Art zusammengestellt, die für den gesamten Kurs wichtig sind. Sie sind einerseits von unterschiedlicher Qualität, zugehörige Defizite haben aber andererseits nach den Erfahrungen der vergangenen Jahre die Ergebnisse des Kurses enorm beeinflusst. Kurz: Vieles wurde nicht verstanden, gekonnt, weil diese Defizite vorlagen. Einzelheiten dazu sind in einigen Anhängen zu finden.

1.0 Einführung: Gesetzmäßiges Verhalten in der Natur: Erfahrungsgemäß ist vieles in der uns umgebenden Natur festgelegt, wenn auch nicht immer vollständig. Diese festlegenden Naturgesetze sind keineswegs beliebig, sondern haben eine bestimmten Struktur, die von der modernen Naturwissenschaft - insbesondere auch der Physik - in langer und mühsamer Arbeit herausgefunden wurde. Das bezieht sich nicht nur auf die konkreten Inhalte, sondern auch auf die Form der Gesetzmäßigkeiten. Viel zunächst Denkbares und Plausibles ist erfolglos versucht worden. Der Kurs will etwas in das Verbleibende einführen, das sich in Hinblick auf die Naturbeschreibung als erfolgreich erwies und erweist.

Übungen zu diesem Teil Tagebuch 12.2. bis 15.2.

2.0 Die Linsenformel der geometrischen Optik: In diesem Kapitel wird ein Beispiel einer Formel zwischen Größen genauer behandelt. Zunächst wird der Weg zu dieser Formel ausführlicher besprochen. Dazu werden einige allgemeinere Resultate (Reflexions- und Brechungsgesetz) besprochen. Die Probleme, die auf dem Weg von diesen Resultaten zur Linsenformel auftreten, werden angedeutet als Beispiel für die Art physikalischen Vorgehens.

Übungen zu diesem Teil Tagebuch bis hier.

Tagebuch ab 16.2. Einige Internetverbindungen, die benutzt wurden!

3.0 Mechanik 1 (Neu am 20.2) Es wird das klassische Beispiel für die Erfassung deterministischen Verhaltens besprochen. Das hier entwickelte Schema erfasst in unzähligen Fällen korrekt und vorhersagbar das Verhalten in der Natur vorkommender Systeme. Dabei ist die grundlegende Gesetzmäßigkeit aber keine Typ-I-Formel für die interessierenden Größen selbst, sondern man findet eine Gesetzmäßigkeit für die Änderungsrate der Geschwindigkeit, die Newtonsche Bewegungsgleichung. Aus ihr muss man in jedem Fall fallspezifisch die eigentliche Bewegung bestimmen. Das geschieht mit bestimmten Methoden, die hier einführend beschrieben werden sollen. Immer in dem Sinne, dass man jeweils verstehen soll, was getan wird und wozu, auch wenn man die Rechenschritte selbst nicht beherrscht.

Tagebuch dieses Kapitel /Text selbst am 20. erneuert! Bis 21.



4.0 Numerisches Lösen einfacher Differentialgleichungen. Die explizite „analytisch“ Lösung einer Differentialgleichung ist in der Regel mühsam, wenn nicht unmöglich. Dagegen ist eine numerische Näherung meist einfach. Auch die dahinter stehende Idee ist einfach. Diese Idee wird vorgeführt, in ein Rechenschema umgewandelt und es wird eine Begründung angegeben, wieso diese Näherung in der Regel funktioniert. (Differentialgleichungen: H.M. Kap.7 und Lkap.8)

Am 22. 2. besprochen . Tagebuch

Aufgabenauswahl 22.-23.2. / Probeklausur

5.0 Mechanik II: Der Energiesatz Wird ausgelassen!

6.0 Umgang mit Daten. Die konkreten Werte physikalischer Größen werden letztlich experimentell gewonnen und sind mit Fehlern unterschiedlicher Art behaftet. Wie geht man damit um, wenn man die Ergebnisse mit den Werten idealisierter Überlegungen vergleichen will, wie unseren bisherigen? Das ist eine sehr weitreichende Frage, zu der wir nur einen kleinen Einstieg präsentieren, der aber zeigt, wohin es in diesem Zusammenhang geht und wie man vorzugehen hat. (Weiterführend: H.M.Kap.17, speziell 17.3-4)

Anhänge und Ergänzungen:

1. Klausur und deren Resultate ..... 2. Klausur und deren Resultate

Sprechstunden Montag und Donnerstag vormittags.

Termine in der Woche 19. März: Sprechstunde Montag bis Donnerstag jeweils vormittags.