Numerische Physik

Numerische Physik

Numerische Berechnungen spielen in vielen Bereichen der Physik eine immer wichtigere Rolle. Daher ist es begrüßenswert, das hierzu notwendige Wissen frühzeitig studienbegleitend zu vermitteln. Das vorliegende Buch behandelt die numerische Lösung physikalischer Probleme geordnet nach den Bereichen Mechanik der Massenpunkte, Elektrodynamik, Optik, Statistische Physik und Quantenmechanik. Jedes Gebiet wird mit einer kurzen, gut lesbaren, theoretischen Einleitung eingeführt, die eine ausführlichere Darstellung in den einschlägigen Lehrbüchern nicht ersetzen kann und will.

Das Buch ist gut gegliedert und behandelt eine Vielzahl interessanter physikalischer Probleme mit zugehörigen Programmen auf der beiliegenden CD. Als Programmiersprache wurde C++ gewählt, und zur Durchführung numerischer Standardaufgaben, wie z. B. Lösung von Differen­tialgleichungen, Integration von Funktionen etc., wird erfreulicherweise frei verfügbare Software in Form der GNU Scientific Library verwendet. Die Programme sind mit Zeilennummern abgedruckt, und die wesentlichsten Aspekte werden anschließend im Text besprochen. Jedes Kapitel schließt mit Übungsaufgaben, die ausgehend von den vorgestellten Programmen gelöst werden sollen.

Der auf den ersten Blick positive Eindruck des Buches wird leider dadurch getrübt, dass schon das erste C++ Beispiel von der CD nicht lauffähig ist. Dies setzt sich in den nachfolgenden Kapiteln fort: mehrere Programme lassen sich nicht kompilieren, andere stürzen bei der Ausführung ab und zwei Programme finden sich gar nicht auf der CD. Auch lassen sich mehrere Abbildungen nicht mit den angegebenen Parametern reproduzieren, oder die zugehörigen Parameterdateien fehlen gänzlich. Gerade für Programmieranfänger sind die entsprechenden Fehler nur sehr schwer zu finden. Auch wäre eine detailliertere Kommentierung innerhalb der Programme sehr hilfreich, insbesondere auch um die notwendigen Anpassungen zur Umsetzung der Übungsaufgaben vornehmen zu können. Eine grobe Angabe der erwarteten (relativen) Ausführungsdauer der Programme wäre wünschenswert. So benötigt z. B. die Berechnung des Beugungsmuster hinter einer Kreisscheibe mehr als 7 Stunden Rechenzeit auf einem PIV mit 2,8 GHz. Ein weiterer Schwachpunkt ist, dass zwar für die grafische Darstellung der Ergebnisse die Plotprogramme GLE und gnuplot erwähnt werden, aber die Verwendung dieser Programme noch nicht einmal kurz besprochen wird. Ohne korrigierte Programme und Parameterdateien, etwa auf der Webseite des Verlags, kann das Buch nicht empfohlen werden.

Dr. Arnd Bäcker, Institut für Theoretische Physik, TU Dresden

Weitere Infos:

H. Wiedemann: Numerische Physik
Springer, Heidelberg 2004, 297 S., broschiert,
ISBN 3-540-40778-X