Robin Santra Knihy

Dieses Lehrbuch bietet eine elementare Einführung in die Formulierung von physikalischen Modellen mithilfe des Lagrange-Formalismus und des Hamilton-Formalismus. Es schafft die Grundlagen für das Studium der Quantenmechanik und der Quantenfeldtheorie und damit für die Physik der Elementarteilchen und der Vielteilchensysteme. Im ersten Teil dieses Lehrbuchs werden Konzepte der Variationsrechnung vermittelt und der kanonische Formalismus anhand der Mechanik klassischer Teilchen entwickelt. Darauf aufbauend wird im zweiten Teil der Übergang zu unendlich vielen physikalischen Freiheitsgraden vorgenommen und die Verwendung des kanonischen Formalismus für klassische Feldtheorien erklärt. Als Beispiel werden die Maxwell-Gleichungen der klassischen Elektrodynamik in die elegante Sprache des kanonischen Formalismus transformiert. Im abschließenden dritten Teil wird eine Einführung in den Tensorbegriff geboten und demonstriert, wie sich mithilfe von Tensoren die Prinzipien der Speziellen Relativitätstheorie systematisch mit dem kanonischen Formalismus verbinden lassen. Dieses Lehrbuch eignet sich als studienbegleitende Lektüre im Bachelorstudiengang Physik für Vorlesungen der Theoretischen Physik, insbesondere nach dem ersten Studienjahr.

Dieses Lehrbuch bietet Studierenden der ersten Semester eine Einführung in die Theoretische Physik sowie die dazu erforderlichen mathematischen Werkzeuge. Parallel zu den Inhalten der Klassischen Mechanik lernen Sie die nötige Mathematik gleich mit – und auch die Denkweise in der Theoretischen Physik kennen. Unter sorgfältiger Berücksichtigung des Wissensstands von Studienanfängern wird eine ausführliche, schrittweise Darstellung von allen Herleitungen und Beispielen geboten. Dabei werden Ihnen nicht nur die analytischen Lösungsverfahren gezeigt, sondern Sie erhalten auch einen Einblick in die große Bedeutung von computergestützten, numerischen Verfahren. Das Buch beginnt mit den Leitbegriffen des Zustands und der Bewegungsgleichung, worauf aufbauend die Struktur der Newton‘schen Mechanik in leicht nachvollziehbarer Art und Weise vermittelt wird. Als dazugehörige mathematische Themen werden komplexe Zahlen, Vektoren und Matrizen, Taylor-Reihen, gewöhnliche Differentialgleichungen, Fourier-Reihen, partielle Ableitungen und Elemente der Vektoranalysis behandelt. Ebenso finden Sie in diesem Buch eine Untersuchung elementarer Erhaltungssätze als auch deren Anwendung auf physikalische Fragestellungen wie z. B. die Begründung der Kepler‘schen Gesetze.