Vierhundertsechsundfünfzig

Die Erde befindet sich heute im Aphel, also dem sonnenfernsten Punkt auf ihrer Umlaufbahn.

Aus der Symmetrie der Form der Bewegungsgleichungen gegenüber Zeitverschiebungen und Drehungen des Koordinatensystems folgen mit Hilfe des Noether-Theorems die Erhaltungssätze für Energie und Drehimpuls. Aus diesen wiederum lassen sich die Keppler’schen Gesetze herleiten, die die Planetenbewegungen beschreiben.
Der sonnenfernste Punkt bedeutet gleichzeitig, dass die Erde ihre Minimalgeschwindigkeit erreicht hat. Für uns auf der Nordhalbkugel hat das die Auswirkung, dass das Sommerhalbjahr etwas länger ist, als das Winterhalbjahr.

Den Aphel nehme ich heute zum Anlass – ohne jeglichen Anspruch an Vollständigkeit oder Systematik – ein paar Facts zusammenzutragen, die anklingen lassen, was an der Physik so faszinierend ist.

Physik ist – ganz wörtlich genommen – die Wissenschaft von den Körpern. Es geht also zunächst einmal um die Bewegung von Körpern. Die Mechanik beschreibt z.B. Stöße zwischen Körpern, oder Schwingungen von Körpern.
Bei der Elektrizitätslehre (eine Vorstufe der Elektrodynamik) geht es u.a. um Spannung oder Leistung.
Die Wärmelehre bzw. die Thermodynamik beschreibt, was passiert, wenn es heiß wird. Es geht auch z.B. um Wärmepumpen oder Stirlingmotoren, bei denen ein Kolben hin- und herstößt.
Die Quantenphysik erklärt u.a. den Tunneleffekt.
In der Astrophysik bzw. der Kosmologie geht es zum Beispiel um den Big Bang.
Wer sich für Vakuumpumpen interessiert, ist bei der Angewandten Physik richtig. Auch die Elektronik ist hier angesiedelt. Die Sample-and-Hold-Schaltung (Abtast-Halte-Glied) soll hier nur exemplarisch genannt werden. Oder die Beschreibung von Halbleitern, in denen Elektronen mit Löchern wechselwirken.
Wer sich nicht mit Festkörperphysik beschäftigen mag, findet in der Hochenergiephysik vielleicht ein interessanteres Forschungsgebiet, bei dem es um Wechselwirkungen mit hoher Stoßenergie geht.
Die Aufzählung ist bei weitem nicht vollständig. Ich möchte aber nicht vergessen, zumindest die Eindringtiefe (penetration depth) von Strahlung in Materie zu erwähnen.
Es gibt aber noch viele andere Themen, beispielsweise die Beschreibung von Diffusionsvorgängen mit Hilfe der Fick’schen Gesetze.
Und natürlich ist alles relativ!

Um die Mathematik als Hilfswissenschaft kommt kein Phiker herum. Sie bietet unerlässliche Tools wie Potenzen, Funktionen wie Sinus oder Tangens. Beispielsweise sei noch das Entwickeln einer Potenzreihe genannt, bei der man nach dem linearen Glied abbricht, um eine Näherung zu erhalten.

Gegen eine Beschäftigung mit der Physik sprechen eigentlich nur, dass A. Merkel und O. Lafontaine Physik studiert haben, aber von einigen unliebsamen Kollegen sollte man sich nicht abschrecken lassen.

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Über breakpoint AKA Anne Nühm

Die Programmierschlampe.
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31 Antworten zu Vierhundertsechsundfünfzig

  1. schaum schreibt:

    also nun muss ich mal prtestieren: die mathematik als hilfswissenschaft zu bezeichnen ist nicht angemessen. informatiker, physiker, mediziner, psychologen und konsorten machen den gleichen fehler. die mathematik ist die basis für das rumprobieren und das auf dem rumprobieren basierende beschreibung vorhandener oder auch nur vermuteter zusammenhänge und gesetzmässigkeiten. ohne mathematik wäre diese ganze herumprobiererei sprachlos. es gäbe keine möglichkeit, das probierte auch nur zu beschreiben. mathematik und philisophie sind die einzigen wirklichen wissenschaften, mit deren hilfe man erkenntnisse erzielen kann (wissen schaffen), ohne eier auf die erde fallen zu lassen und festzustellen dass sie dabei meist kaputt gehen.

    es schäumt etwasangepisstobderundifferenziertenäusserung

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    • breakpoint schreibt:

      Das sollte nicht abwertend gegenüber der Mathematik klingen.
      Ich bin ja selbst absoluter Mathe-Fan.

      Aus der Perspektive der Physik betrachtet, stellt die Mathematik absolut unerlässliche Werkzeug bereit.

      Mathematik ist eine reine Wissenschaft, die sich mit idealisierten Konzepten beschäftigt, die häufig überhaupt keine realen Bezug mehr haben.
      Physik dagegen versucht, die Natur zu beschreiben und benutzt zu diesem Zweck die Mathematik als Sprache – da sind wir uns einig.

      Wenn die Eier beim Aufprall auf den Boden kaputt gehen, so ist das das Experiment.
      Experimente sind die einzigen Kriterien, um festzustellen, ob eine physikalische Theorie zutrifft.
      Mathematische Konstrukte dagegen müssen nur in sich selbst konsistent und schlüssig sein. Sie müssen sich nicht an der Realität messen und sich durch Experimente bestätigen lassen.

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      • schaum schreibt:

        meine liebe, da bin ich mehr als beruhigt. du machst die richtigen punkte, etwas klarer als ich wohl, aber genau die gleichen. die frage ist für mich, war zuerst die erkenntnis oder zuerst die sprache. ich glaube, dass die sprache, oder besser ausdrucksfähigkeit zuerst war, ansonsten liesse sich erkenntnis nicht beschreiben…..insofern ist die mathemantik zuerst, die physik und andere wären ohne sie nicht denkbar, dies jedoch zu nutzen um eine rangfolge zu definieren ist unsinn. die einzige wissenschaft im wortsinn ist mathematik und genauso die philosophie, denn sie bedient sich der gleichen konsistenten systeme um erkenntnis innerhalb und auch ausserhealb eben jenen systems zu schaffen. und eben das ist das absolut faszinierende…..denk nur an den satz von gödel (? ich glaube der war’s) „in jedem hinreichend komplexen system gibt es eine behauptung die richtig ist und nicht bewiesen werden kann“……und dieser satz wurde bewiesen. ist das nicht einfach fantastisch?!?!?!?!

        wie gesagt, ich bin jetzt erstmal wieder beruhigt und freue mich, eine sympathisantin im geiste gefunden zu haben, durch zufall……

        es schäumt toll

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        • breakpoint schreibt:

          Eine Rangfolge wollte ich sicher nicht aufstellen. Jede Wissenschaft hat ihre Berechtigung.

          Mein Eintrag war rein über Physik. Allerdings kommt man da eben nicht um die Mathematik herum.
          Und wem das nicht gefällt, der ist auch in der Physik (die man ja durchaus als „Angewandte Mathematik“ bezeichnen kann) fehl am Platz.

          Mathematiker müssen noch viel exakter und penibler denken als Physiker, die sich ja an der Natur orientieren, und deshalb einigen Pragmatismus mitbringen müssen.
          So kann ein Physiker darauf verzichten, bestimmte Fälle zu behandeln, weil sie ja „in der Natur nicht vorkommen“.
          Ein Mathematiker muss dagegen sämtliche denkbaren Möglichkeiten mitberücksichtigen.
          Beide Herangehensweisen haben ihren Sinn im entsprechenden Kontext.

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  2. plietschejung schreibt:

    Ja, geil. Meine Welt von früher. Hat sauviel Spass gemacht.
    Heute mache ich etwas anderes, aber viel effektiver 😉

    Ich stimme dir zu, Mathe ist Basis für Physik. Nicht nur ein bißchen.

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  3. ednong schreibt:

    Hilfswissenschaft für Mathe – oha! 😀 Böse, böse. Aber gut, du hast es ja versucht, zu korrigieren.

    Ja, so sind sie, die Physiker. Pragmatisch. Denken sie zumindest. Es ist immer wieder interessant, sich mit ihnen zu unterhalten.

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    • breakpoint schreibt:

      Noch mal:
      Mathe ist toll!
      Und für Physik, Ingenieurwissenschaften, Informatik, andere Naturwissenschaften, auch Wirtschaftswissenschaft, und noch einige mehr stellt Mathematik das unverzichtbare Toolkit zur Verfügung.
      Insofern ist sie Hilfswissenschaft.
      Darüber hinaus ist die Mathematik auch an sich eine höchst faszinierende Wissenschaft.

      Genug „korrigiert“ und klargestellt?

      „Denken sie zumindest.“
      Falls du Einwände hast, darfst du die gerne konkretisieren.

      „Es ist immer wieder interessant, sich mit ihnen zu unterhalten.“
      Auf welcher Anzahl von Physikern beruht denn deine Erfahrung, die dich zu dieser Einschätzung veranlasst?

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      • ednong schreibt:

        Jaja,
        schon schade, dass man keine Info fordern kann, wenn es neue Kommentare gibt. Da hab ich wohl einen nicht beantwortet.

        Einer guten Handvoll Physiker. Und ich fand die Gespräche wirklich interessant.

        Und klar, genug korrigiert von deiner Seite. Ist schon klar, dass man das Hauptfach nur als „Toolkit“ sieht 😉

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        • breakpoint schreibt:

          Was heißt hier „nur“ als Toolkit?
          Ein Toolkit ist etwas absolut sinnvolles und notwendiges.
          Ich bin zwar bekennender Mathefan, aber – realistisch betrachtet – wäre Mathematik, wenn sie nicht unerlässlich für andere Disziplinen wäre, eigentlich nur eine brotlose Kunst.

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  4. Der Freudianer in mir flüstert irgendwas von „Du bist untervögelt“ 😉

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    • berna schreibt:

      Mir ist es genau gleich gegangen, als Nicht-Physikerin hab ich nur „Stösse zwischen Körpern“ „was passiert wenn es heiss wird“ „ein Kolben hin-und-her stösst“ „Abtast-Halte-Glied“ „hoher Stossenergie“ „die Eindringtiefe“ und die „Ficksche-Gesetze“ gelesen.
      Aber das war sicher die Absicht von breakpoint, Nicht wahr?

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      • breakpoint schreibt:

        Vielen Dank für die prägnante Zusammenfassung der wesentlichen Punkte.

        Tja, der Text sollte doch auch für Nicht-Physiker interessant sein. Phiker kennen das sowieso.

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      • gelschter User schreibt:

        Danke, das war mir nicht aufgefallen. Es kann sprachlich sein, aber spätestens bei Ficksche-Gesetzen hätte ich etwas ahnen sollen.
        Auf meinem Physik-Studium in Frankreich habe ich durch eine Literaturarbeit die Benetzung von Flüssigkeiten auf Oberflächen in Erinnerung behalten. Es klingt auf Deutsch nicht besonders, denke ich, auf Französisch schon.

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        • breakpoint schreibt:

          Jede Sprache hat ihre eigenen Sprachspiele. Durch Übersetzungen gehen sie leider zumeist verloren.

          Was mir hier aufgefallen ist, ist dass die Kommentatoren, die selbst mit Physik zu tun haben/hatten, anscheinend nichts von meinen Anspielungen bemerkt haben.
          Für die anderen war es dagegen wohl augenfällig (wobei ich annehme, dass viele bereits nach dem ersten Absatz gar nicht weiter gelesen haben :)) ).

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    • breakpoint schreibt:

      Wenn ich diesen Eintrag am Stück heruntergeschrieben hätte, wäre deine Annahme in der Tat folgerichtig.

      Aber ich hatte den Text schon seit längerem vorbereitet, immer mal wieder was ergänzt, was mir neu einfiel.
      So kann ich dich beruhigen. Ich leide diesbezüglich an keinerlei Mangel. 😉

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  5. Murgs schreibt:

    Eine tolle Übersicht über Physik.
    Ich liebe diese Wissenschaft, auch wenn ich mich damals für ein anderes Studienfach entschieden habe. Mein Onkel warnte mich, daß es leicht zu einer „brotlosen Kunst“ werden kann – er hat zwar im akademischen Betrieb weitergemacht, aber ist heute Buchautor.
    Meine Generation ist mit zwei Physikern in der Familie bestens versorgt, und in der nächsten Generation wächst ein weiterer wohl heran.

    Ohne Mathematik läuft nichts, wer da nicht das notwendige Rüstzeug mitbringt ist aufgeschmissen. Nicht nur in Physik.
    Meine Töchter sind immer noch auf der Jagd nach den „Mathe macht glücklich“-T-Shirts.
    – Ich auch 😉

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    • breakpoint schreibt:

      Ja, Physik hat schon faszinierende Seiten (auch ein paar langweiligere, muss ich zugeben).

      Es dürfte doch kein Problem sein, im Internet individuell gestaltete T-Shirts (genau wie Kaffeetassen etc.) zu bestellen. Und der Text außen färbt vielleicht nach innen ab.

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      • Murgs schreibt:

        Die T-Shirts gab es im „Mathematikum“ in Gießen.
        Nach innen abfärben müssen die nicht mehr. ÄLT hatte als Thema Kryptografie im Wettbewerb „Junge Forscher“ und mit ihrer Gruppe eine „Enigma“ nachgebaut. GLT hat gerade einen „OsKarl“ mit ihrer Gruppe für die Vorausberechnung der Bevölkerungsentwicklung gewonnen.
        FLT fand schon in der Grundschule die linearen Gleichungen ihrer ältesten Schwester interessanter als die eigenen Hausaufgaben.

        Nur meine Begeisterung für Physik haben sie nicht.

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  6. House-of-mystery schreibt:

    Ich sage nur eines: Du bist einmal !!!! 🙂

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  7. breakpoint schreibt:

    SiebenhundertsiebenundsiebzigNachdem ich mich schon auf einigen anderen Blogs darüber ausgelassen habe, auf meinem eigenen aber noch nicht, hole ich das hiermit etwas ausführlicher nach:
    Wie inzwischen wohl bekannt sein dürfte, bin ich Physikerin. Physik ist nicht nur (wie ich da…

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  8. Pingback: Nerd Flirt | ☨auschfrei

  9. Pingback: Siebenhundertsiebenundsiebzig | breakpoint

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