Nebenfach Physik Master / ℏeⁱÛL₊thread Quantenmechanik
Für Informatiker an der FAU gibt es normalerweise ein starres Nebenfach Physik. Das besteht aus Experimentalphysik für NF 1 + 2 sowie einem Praktikum. Wer dieses Nebenfach schon im Bachelor abgeschlossen hat kann aber im Master relativ frei in den Physik-Modulen wählen. Dabei lohnt es sich immer mit dem Götz und Fauster vorher zu klären ob sich ein Fach auch als Nebenfach anrechnen lässt.
Ich habe mich aus Interesse für Quantenmechanik (auch “Theoretische Physik 3” oder “TP3” genannt) entschieden. TP3 ist im Physik-Bachelor eine Veranstaltung die normalerweise im 4. Semester gehört wird.
Vorkenntnisse
Prinzipiell reichen um TP3 zu Bestehen die grundlegenden Kenntnisse aus EP1+2 sowie Informatik-Mathe aus. Offensichtlich gibt es aber Unterschiede zu den Vorkenntnissen die die Physiker mitbringen. Zur Mathematik:
- Komplexe Zahlen. C1 reicht hier aus.
- Differentialgleichungen. Da sind die Physiker besser vorbereitet. Das Lösen von DGLs war in der Klausur nicht so wichtig, aber das Verständnis ist nötig um in der Vorlesung mitzukommen.
- Fouriertransformation! Das hat mir am Anfang echt Schwierigkeiten gemacht mich da reinzuarbeiten. Die ersten Hausaufgaben geben einem aber mehr als genug Übung um Routine aufzubauen.
- Harmonischer Oszillator. Lieblingsthema der Physiker, man sollte also nicht scheu vor Exponentialfunktionen sein. Ist aber kein schwieriges Thema.
- Wahrscheinlichkeitsrechnung. Man sollte mal gehört haben was eine Wahrscheinlichkeitsverteilung ist. Da die Physiker aber anscheinend vorher keinerlei Veranstaltungen in die Richtung haben sind wir da mit Mathe C4 sogar besser aufgestellt.
- Lineare Algebra. Sehr wichtig! Mathe C1 reicht grundsätzlich aus, aber die Physiker lernen da nochmal mehr. Mit Eigenwerten arbeiten können lohnt. Wer Eigenwerte nicht mag ist in TP3 falsch.
- Kugelkoordinaten. Wird zur Herleitung einiger Dinge gebraucht, ist aber nicht so viel in der Klausur gefordert. Man sollte mit den Kugelkoordinaten umgehen können, aber man muss jetzt nicht unbedingt das eine System ins andere transformieren können.
Es ist auch ein Thema dabei was etwas an ThProg erinnert (Erzeugen einer Zustands-Eigenbasis ist in etwa Induktion), aber das ist schon weit hergeholt.
Physikgrundlagen gibt’s nicht viele. TP3 ist sehr theoretisch. Das sollte klar sein wenn man im Univis sieht das die Veranstaltung auch für Mathematiker im Nebenfach anrechenbar ist. Wenn mal Physik-Grundlagen gebraucht werden, dann werden die meistens nur als “praktische Beispiele” für die theoretischen Systeme genutzt.
- Potentiale. Ziemlich wichtig, aber kein schwieriges Thema.
- Elektromagnetismus. Das ist mit EP1+2 kaum zu schaffen, aber TP3 lässt sich auch ohne das alles zu Verstehen bewältigen. Besonders in den Hausaufgaben hat das einige Aufgaben für mich unlösbar gemacht.
- Drehimpuls. Wird eigentlich auch “nur” zur Herleitung eines schönen diskreten Systems gebraucht, man sollte aber ein bisschen mit Drehimpulsvektoren umgehen können.
Organisation
In diesem Semester wurde TP3 von Prof. Dr. Kai Phillip Schmidt gehalten. Schmidt ist ein Professor der Spitzenklasse - er kennt sich mit dem Stoff aus, er ist freundlich und antwortet auf Zwischenfragen ausführlich, und er kann echt gut Erklären. Ich glaube ich muss nicht sagen dass es für Nebenfachler absolut nötig ist die Vorlesung zu hören um das Modul zu Bestehen, aber beim Schmidt wars selten langweilig. Vorlesung sind zwei Doppelstunden die Woche. Es gab dieses Semester Videoaufzeichnungen, aber Zwischenfragen lohnen.
Die Übung habe ich beim Tutor mit den Initialen NB (Name ist glaube ich nicht im Univis, also lass ich das auch hier) gehört. Soweit ich weiß ist er der Tutor der am öftesten TP3 betreut hat. Vorteil gegenüber manchen anderen Tutoren ist dass er die Aufgaben vorher selbst durchrechnet und deshalb auch Tipps zur Rechnung geben kann.
Die Übungsaufgaben sind in Präsenz- und Hausaufgaben unterteilt. Die Präsenzaufgaben werden in der Übung (3 Stunden Freitags 13-16 Uhr, werden voll ausgereizt - alle Übungen am gleichen Termin, keine Wahlmöglichkeit!) gerechnet und dann gemeinsam besprochen. Die Hausaufgaben macht ihr (offensichtlich) zu Hause und werden in der Übung abgegeben und dann zur nächsten Woche korrigiert.
Hausaufgaben sind allgemein nicht Pflicht. Das nimmt erstmal den Stress. Allerdings gibt es für gute Hausaufgabenperformance (etwa 50% richtig insgesamt) einen Notenbonus von einer Stufe (0.3), sowie zusätzlich fürs Vorstellen von insgesamt drei Präsenz- oder Übungsaufgaben nochmal eine Stufe. Den Hausaufgabenbonus habe ich meines Wissens nicht geschafft, der Präsenzbonus ist aber einfach - es gibt ein paar echt geschenkte Aufgaben die man im Zweifel vorstellen kann. Es lohnt sich aber so oder so sich an alle Aufgaben mal dranzusetzen.
Die Übungsaufgaben haben variable Qualität. In den meisten fällen sind sie klar gestellt aber manchmal weiß man gar nicht was man tun soll. Das wird allerdings dadurch verschärft dass der Prof nicht wusste dass Bergdienstag ausfällt und deshalb die Vorlesung eine Woche hinter den Übungen “hinterherhinkte”. In anderen Fällen hatte ich Probleme physikalische Probleme (Elektrodynamik) zu verstehen.
Die Klausur hatte keine Hilfsmittel, aber man muss sich nicht viel merken. Es gab 6 Aufgaben zu je 10 Punkten, aber die 100% (1.0) ist bei 50 Punkten angesiedelt und man besteht mit 25 Punkten.
Schluss
TP3 sind keine “einfachen ECTS”. Das Modul an sich gibt 10 ECTS, was schon auf den Arbeitsaufwand hindeuten sollte. Dazu kommt einiger Aufwand um sich die Grundlagen zu erarbeiten - besonders am Anfang habe ich viel Zeit ins Lernen der Fouriertransformation gesteckt. Wenn einem das Thema aber interessiert ist die Vorlesung echt gut und auch für einen Informatiker machbar.
Ich habe die Klausur mit 2.3 bestanden, meines Wissens nach einschließlich dem Notenbonus 0.4 fürs Vorstellen der Übungsaufgaben. Da ich der einzige Informatiker dieses Semester war wird dieser Heulthread ein bisschen spärlich, aber Tradition ist Tradition 