Theoretische Physik

Matthias Bartelmann, Björn Feuerbacher, Timm Krüger, Dieter Lüst, Anton Rebhan, Andreas Wipf
Theoretische Physik

(sfbentry)
Springer Spektrum
ISBN: 978-3642546174
Bildung
Erschienen im Oktober 2014
1200 Seiten; 219 x 284 mm
Gebunden

www.springer.com

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Die Autoren

Matthias Bartelmann ist seit 2003 Professor für theoretische Astrophysik an der Universität Heidelberg. Sein besonderes Interesse gilt der Kosmologie und der Entstehung kosmischer Strukturen. Für seine Vorlesungen zu verschiedenen Gebieten der theoretischen Physik und Astrophysik erhielt er 2008 den Lehrpreis seiner Fakultät.

Björn Feuerbacher hat in Heidelberg Physik studiert und dort am Institut für Theoretische Physik über ein Thema der Quantenfeldtheorie promoviert. Nach einer PostDoc-Stelle in der theoretischen Chemie arbeitet er seit 2007 als Lehrer für Mathematik und Physik an der Friedrich-Fischer-Schule in Schweinfurt, einer beruflichen Oberschule.

Timm Krüger hat in Bielefeld und Heidelberg Physik studiert und seine Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf geschrieben. Seit 2013 forscht er als Chancellor’s Fellow an der Universität von Edinburgh. Er ist vor allem an der Rheologie komplexer Flüssigkeiten und der Modellierung und Simulation von Blutströmungen interessiert.

Dieter Lüst ist seit  2004 Professor für mathematische Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität in München und dort Direktor am Max-Planck-Institut für Physik. Davor war er von 1993 bis 2004 Professor für Theoretische Physik an der Humboldt-Universität zu Berlin. Sein besonderes Interesse gilt der Stringtheorie.

Anton Rebhan war als Wissenschaftler mehrere Jahre an den Forschungszentren CERN (Genf) und DESY (Hamburg) tätig und ist seit 2008 Professor für theoretische Physik an der Technischen Universität Wien und Leiter der Arbeitsgruppe fundamentale Wechselwirkungen. Seine Forschungsschwerpunkte sind Quantenfeldtheorie und Theorie des Quark-Gluon-Plasmas. Seit 2014 leitet er zudem eine Graduiertenschule zur theoretischen und experimentellen Teilchenphysik.

Andreas Wipf forschte am Dublin Institute for Advanced Studies, Los Alamos National Laboratory, Max-Planck-Institut für Physik und an der ETH-Zürich und ist seit 1995 Professor für Quantentheorie an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena. Er ist Direktor des Theoretisch-Physikalischen Instituts und Sprecher eines Graduiertenkollegs zur Gravitation, Quantenfeldtheorie und Mathematischen Physik. Diesen Forschungsgebieten gilt auch sein besonderes Interesse.
(Quelle der Autoreninfos: Springer Verlag)

Buch und Fazit

Das Lehrbuch “Theoretische Physik” der Autoren Matthias Bartelmann, Björn Feuerbacher, Timm Krüger, Dieter Lüst, Anton Rebhan und Andreas Wipf vereinigt zwischen zwei Buchdeckeln das, was man als Physikstudent lange Zeit schmerzlich vermisst hat: das komplette Basiswissen der theoretischen Physik. Insbesondere versuchen die Autoren laut Vorwort mit diesem Buch, die Grundlagen bereitzustellen, wie sie in Bachelor- und Masterstudiengängen in Deutschland, Österreich und der Schweiz gelehrt werden. Außerdem gibt es eine Reihe kleiner Exkurse in benötigte mathematische Methoden. Diesen wurde sogar ein eigenes Inhaltsverzeichnis spendiert, was überaus nützlich ist und sehr zur Übersichtlichkeit beiträgt. Man findet hier von Einführungen in Vektorräume, Differentialgleichungen und Matrizenrechnung über die Sätze von Taylor und Stokes bis hin zu hermiteschen Operatoren oder Lie-Gruppen vieles, was für den Umgang mit den besprochenen Themen und zum Verständnis der Rechnungen und der Physik der einzelnen Bereiche notwendig ist. In diesen kurzen mathematischen Passagen fehlen in der Regel die Herleitungen, was nicht verwunderlich ist, da solche Dinge normalerweise in separaten Kursen erarbeitet werden und nicht Teil der Vorlesung der theoretischen Physik sind. Zur Einführung und Auffrischung sind sie in diesem Rahmen aber hervorragend geeignet.

Das Buch gliedert sich in vier große Teile, die Grundpfeiler der theoretischen Physik: die Mechanik, zu der sowohl die klassische Newton’sche Mechanik als auch die relativistische Mechanik gehören, aber auch die Formalismen von Lagrange und Hamilton; die Elektrodynamik, die beginnend mit den Maxwell-Gleichungen u.a. Elektrostatik, Magnetismus und elektrische Ströme, elektromagnetische Wellen und ebenfalls Lagrange- und Hamilton-Formalismus in der Elektrodynamik enthält; die Quantenmechanik, mit eindimensionalen Quantensystemen, einfachen dreidimensionalen Systemen am Beispiel des Wasserstoffatoms, Spin, Mehrteilchensysteme, Streutheorie usw.; sowie die Thermodynamik und die statische Physik, von der Begründung der Thermodynamik aus phänomenologischer und aus statistischer Sicht bis zur Quantenstatistik.

Den ersten Eindruck, den das Buch beim Durchblättern hinterlässt, bestätigt sich beim genaueren Hinsehen: es ist sehr aufgeräumt und übersichtlich, trotz der unübersehbar großen Menge an Stoff, die es vermittelt. Formeln und Rechnungen sind klar abgesetzt und durchnummeriert, sodass immer darauf referenziert werden kann. Viele aussagekräftige farbige Grafiken sind zwischen den Textpassagen eingestreut, wichtige Sätze werden farbig unterlegt, und mitunter wird explizit darauf hingewiesen, welche der oben erwähnten “Mathematischen Hintergründe” zum (jetzigen und weiteren) Verständnis unbedingt durchgenommen werden sollten. Die Texte sind wunderbar flüssig zu lesen und die Herleitungen gut verständlich und recht ausführlich. Zusätzlich gibt es blau hinterlegte Rechnungen, die die Lerninhalte anhand von Beispielen illustrieren. Schließlich wird jedes Kapitel von einer Auswahl Aufgaben mit ausführlichen Lösungen vervollständigt.

“Theoretische Physik” ist ein hervorragendes Lehrbuch, das sich gleichmaßen zum Lernen, Nachschlagen und Wiederholen oder auch als studienbegleitendes Referenzwerk eignet. Als gleichsam kompetentes und sehr vollständiges, außerdem äußerst ansprechend und übersichtlich aufgemachtes Buch ist es eine klare Empfehlung für die von den Autoren anvisierten Studiengänge.

Copyright © 2015 by Michael Bahner

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