Archiv für Juni 2009


Durch den Untergrund zur Lösung

26. Juni 2009 - 23:04 Uhr

Ich glaube es ist mal an der Zeit etwas über Physik 2 zu schreiben. Im zweiten Semester beschäftigt man sich in der Physik ja bekanntlich mit Elektrizität und Magnetismus (was eigentlich das selbe ist, das darf ich aber noch nicht wissen..).  Am Anfang guckt man sich, analog zur Mechanik, statische Situationen an, weil das natürlich einfacher ist, und berechnet die entsprechenden Felder, aus denen man dann auf die Kraftwirkung auf eine Testladung oder einen Testdipol im Feld schließen kann. Naja, und irgendwann überlegt man sich, wie das ganze so in der Dynamik aussieht. Landen tut man dann bei den Maxwellgleichungen, vier an der Zahl. Und dann macht man weiter: Kondensatoren, Spulen, Induktion, Schaltkreise, Wechselstrom, usw. es kommt Formel hinter Formel, Spezialfall und Sondernäherung.

Aber diese Woche war schluss damit! Wir haben die vier Maxwellgleichungen auf 2 (oder wenn man will auch eine) reduziert. Das sind dann sogenannte lineare, inhomogene, partielle Differentialgleichungen. Schönes Wort! Glücklicherweise, je nachdem auf welcher Seite des Hörsaals, der Klausur man sitzt, kann man diese Gleichungen auch lösen und genau das haben wir diese Woche gemacht! Auch dafür braucht man natürlich allerhand Mathe, Fouriertransformation im Wesentlichen. Wir fahren gewissermaßen kurz mal runter in den Fourier-Raum, der so nett ist, dass Ableitungen sehr, sehr einfach werden, laufen durch die ganzen Gleichungen und bekommen eine Lösung. Toll! Aber wir sind ja immer noch in der „Unterwelt“, also nichts wie ran an den Aufstieg, hin zu Bekanntem und der Lösung die wir eigentlich suchen. Das geht glücklicherweise, genau wie die Hin-Transformation durch Lösen eines Integrals. Puh! Geschafft! Denkste, es geht weiter, denn die Lösung will natürlich auch analysiert werden. Was heißt das eigentlich was wir da schreiben? Man sieht dann nach der ganzen Mathe, die man am besten erstmal blind ohne physikalische Interpretation macht, dass die Lösung der Maxwellgleichungen im Prinzip genau den Potentialen entsprechen, mit denen wir schon lange rechnen. Einziger Unterschied sind sogenannte Retardierungseffekte, d.h. wenn sich am Feld was ändert, dann ist das natürlich nicht instantan im ganzen Raum bemerkbar, sie kann sich nur mit endlicher Geschwindigkeit ausbreiten. Gut, wir machen also weiter wie vorher auch, berechnen lediglich bestimmte Größen zu anderen Zeitpunkten.
Was man weiter lernt und auch klar in den Gleichungen sieht: Elektrische und magnetische Felder gehorchen einer Wellengleichung und deren Ausbreitungsgeschwindigkeit entspricht der Lichtgeschwindigkeit –> Licht ist elektromagnetische Welle! Und jetzt kann man Optik machen! Mit einer eigentlich elektrischen Theorie. Geil! Aber nicht nur Optik hängt direkt an den Maxwellgleichungen, auch Elektronik und Elektrotechnik. Der ganze Computer auf dem ich das hier schreibe gehorcht im Prinzip nur diesen wenigen, fundamentalen Gleichungen. Das ist doch schon ein ganz anderes Kaliber als Physik 1! Ich finds Spitze!

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Sommer, Sonne, Stickstoffeis

20. Juni 2009 - 21:22 Uhr

Bin ich doch tatsächlich der Erste, der darüber berichten darf! Am letzten Mittwoch war nämlich das alljährliche Sommerfest der Physik im „Garten“ der entsprechenden Einrichtung. Die Tage vorher hatte es kräftig geschüttet und war auch ganz gut kalt, aber Mittwoch kam die Sonne durch und brannte uns regelrecht auf den Pelz. Es konnte also stattfinden, das Sommerfest. Ab vier Uhr oder so sollte es losgehen, also haben wir uns vorher alle noch fleißig in die Bibliothek gesetzt und so das dringenste an Arbeit, vor allem in Diff, versucht wegzuschaffen. Der Erfolg war eher mäßig, egal! Ab nach unten ins „Getümmel“!

Am Grill wurde ordentlich eingeheizt und lecker Sachen gebraten, es gab eine große Getränkeauswahl, später sogar Cocktails, und Stickstoffeis, es darf schließlich zu keiner Gelegenheit fehlen. Lecker! Ein richtiges Festmahl war das, wenn man es einmal mit den üblichen Fütterungen vergleicht. Doch nicht nur für Essen war gesorgt, nein es gab auch sportliche Events. Zum Beispiel das Volleyballturnier, welches wir mit unserem Team „Unkreativ, aber glücklich“ (ja, die anderen Teamnamen waren auch nicht wirklich besser…) fast gewannen. Am Ende reichte es nur für einen ruhmreichen zweiten Platz, aber Spaß hat es eine Menge gemacht!

Zweites Highlight des Abends war das Bobbycar-Rennen. Legendär! Es gab zwei, gepimpte Fahrzeuge auf denen sowohl im Einzel- als auch im Doppelwettbewerb gestartet wurde. Dabei bestand ein Doppel aus je einem Fahrer und einem „Motor“, der kräftig Kraft auf die Piste brachte. Es wurde um bis zu einer Pylone und zurück gefahren, dann innerhalb des Teams durchgewechselt und anschließend die selbe Strecke nochmal durchfahren. Nicht ganz ungefährlich  das ganze (es gab ein Team, das verletzungsbedingt ausscheiden musste), aber sehr spaßig! Durch Zufall bin ich dann irgendwie in besagten Doppelwettbewerb geraten und wir haben es sogar, trotz KO-System, bis ins Finale geschafft. Doch dort wartete der fiese Endgegner, der Kurven schnitt, generell geübter auf dem Gefährt war und am Ende dann mit 2 Bobbycar-Längen Vorsprung knapp gewann.
Naja, zu viel kann man im ersten Jahr denke ich auch nicht erwarten. Jetzt kennen wir zumindest alle Tricks auf dem Bock und am Volleyball: Eine Revanche sei hiermit in beiden Disziplien fest angekündigt!

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Bleistift, Radiergummi und Blankopapier

12. Juni 2009 - 11:14 Uhr

Ja auch hinter mir liegt eine solche Diff-Woche, wie Magdalena sie beschrieb. Ich, im Gegensatz zu ihr, war letzte Woche zumindest körperlich wohl auf und anwesend in den entsprechenden Vorlesungen (dies zunächst auch nur rein körperlich). Auch ich hatte das Gefühl irgendwie vom einen aufs andere Mal ein ganzes Semester verpasst zu haben, dabei war ich doch eigentlich immer da in Diff…?? Wir hatten über p-dim. Flächen gesprochen, so weit ja alles noch „recht“ anschaulich, dann kamen die entsprechenden Tangentialräume an diese, die jetzt plötzlich nicht mehr Striche mit Pfeilen vorne dran waren, sondern Abbildungen. Nagut, in 2 oder 3 Dimensionen konnte man sich das an Beispielen teilweise ganz gut klar machen, haben wir auch und es war im Prinzip nichts anderes als Schulmathe aus der 12 oder 13. Super! Doch dann erhöhte sich mit einem zum anderen Mal der Abstraktionslevel der Sache immens, so dass sich die Vorlesungen darauf beschränkten, erstmal alles mitzumeißeln was da an die große Tafel kam. Besagte Differentialformen… Man sah nur noch komische Zeichen, dachte sich aber: „Naja, so schwer wirds schon nich sein, ich muss mir das nur noch mal ganz in Ruhe angucken…“. Gedacht – Getan – Pustekuchen! Und jetzt? Wir haben natürlich erstmal in die Standard-Diff2-Bücher geguckt. Macht das noch irgendwer? Steht es irgendwo vielleicht verständlicher aufgeschrieben? Leider nein, man fand es nicht. Dann ist die Sache zugegebenermaßen ein wenig ausgeuftert, wir sind nochmal in die Bibliothek, jetzt aber nich in die Diff2-Ecke, sondern zu Büchern über Differentialgeometrie, Theorie der Mannigfaltigkeiten, Geometrie der Raumzeit,… – lauter so Sachen. Die Vorworte waren alle so in dem Stil „…Dieses Buch richtet sich an den geübten Leser, der an Vorraussetzungen so ziemlich alle Grundvorlesungen in Mathematik mitbringt…“ geschrieben. Egal, dachten wir, die übertreiben bestimmt maßlos, nehmen wir das erstmal mit. War leider nicht ganz so und einiges davon musste in die Ecke. Jetzt nach so etwa 1,5 Wochen ständigem, intensiven Nachdenken und einer Reihe doofer konzeptioneller Fehler, die einen tierisch verrückt machen und an den Grundfesten der Mathematik zweifeln lassen, ist so langsam die Luft raus. Dafür haben wir aber zumindest eine Ahnung davon was er da vorne so macht!
Soviel erstmal zu Diff. Die große Hoffnung ist ja, dass die ganze Mathe uns irgendwann das Leben in der Physik einfacher macht. Das wird von Seiten unserer Kommilitonen meist ein wenig belächelt, aber es heißt ja nicht umsonst „Wer zuletzt lacht lacht am besten!“;)

Jetzt muss ich irgendwie noch die Kurve zur Überschrift kriegen…Nunja, die Verbindung ist im Prinzip die, dass ich mir jetzt ne kleine Diff-Auszeit genommen habe und endlich mal wieder Physik machen kann. Der Kopf steckt nicht mehr nur in Büchern und ich gucke nicht mehr minutenlang nachdenklich ins Leere, wie das letzte Woche der Fall war, sondern kann endlich mal wieder den Bleistift in die Hand nehmen und wirklich was rechnen. Und das ist schließlich genauso cool wie tagelang über abgefahrene Mathe nachzudenken! Ich bin also wieder zurück bei Bleistift, Radiergummi und Blankopapier, der traditionellen Physiker-Ausrüstung. Getreu dem Motto:

Gib mir Bleistift und Papier – Ich mach dir Physik!

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Don’t panic! It’s midterm time

7. Juni 2009 - 13:14 Uhr

Genau! Letzten Freitag haben wir wieder einen diesesr berühmt berüchtigten Midterm-Tests geschrieben. Darunter muss man sich soetwas wie eine Übung für den Ernstfall – die Klausur am Ende des Semesters – vorstellen. Statt 2 Stunden Physikvorlesung haben wir eben Freitag morgen alle zusammen und jeder für sich die gestellten Aufgaben bearbeitet. Sinn und Zweck der ganzen Angelegenheit ist eine Selbsteinschätzung: Was kann ich schon? Was kann ich noch nicht so gut? Wo müsste ich sagen „Das krieg ich nie raus!“? Um dann – möglichst vor der Klausurenlernphase – schonmal was zu wiederholen oder einfach zu sehen, dass man doch mehr für Physik machen sollte statt immer nur für Mathe, Mathe, Mathe. Natürlich bekam man vorher ein wenig „Zeit“ zum lernen, sprich es gab diese Woche keinen Physikzettel, doch wie das immer so ist, hat es in meinem Fall zumindest nicht so wirklich funktioniert. Ich habe die „freie Zeit“ dann doch dafür genutzt, mal wieder etwas früher ins Bett zu gehen und ein wenig Schlaf aufzuholen. Dem entsprechend saß ich Freitag morgen in der Physik und konnte mich beim besten Willen nicht so wirklich an alles erinnern, was wir so bisher gemacht hatten. Man wird sehen müssen, wie es ausgegangen ist. Dienstag gibts den Test zurück. Derweil sitzte ich auch wieder an der Mathe, die ich aufgrund des Midtermtests und der damit verbundenen „Physik-Zettel-Pause“ nun doch wesentlich besser, als noch vor einer Woche verstehe. Ein Göttinger Mathematikprofessor soll einmal gesagt haben: „Liebe Studierende, mir ist völlig klar, dass Sie das jetzt nicht verstehen, aber ich versichere Ihnen: Es ist verstehbar!“ Er hatte Recht – zumindest für den Moment einmal. Doch nun zurück zu Differentialformen…evtl. muss ich dann heut abend grad geschriebenes revidieren. Es gibt auch eine äußerst spannende Anwendung derselben in der Physik, die ich zugegebenermaßen noch nicht so wirklich verstehe…diese hier

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