Theoretische Physik für Studierende des Lehramts 2

Die Theoretische Physik muss sich in der Lehramtsausbildung erfahrungsgemäß stärker rechtfertigen als die Experimentalphysik, die auf die Anschaulichkeit der Experimente bauen kann. Die Rolle der Theoretischen Physik ist es, die Hintergründe zu erhellen und in den Köpfen der angehenden Physik­lehrerinnen und -lehrer ein in sich logisches zusammenhängendes physikalisches Weltbild zu erzeugen mit solidem Grundstock und ausbaufähigen Querverbindungen.
Dabei besteht die Hauptproblematik (die ich aus eigener Erfahrung kenne) darin, den Stoff der Theoretischen Physik so stark zu verkürzen, dass er dem engen zeitlichen Rahmen der Studierenden (mit zwei fachlichen Hauptfächern neben der Didaktik) Rechnung trägt, andererseits aber die oben genannten spezifischen Stärken der Theoretischen Physik zum Zuge kommen lässt.

Den vorliegenden Band kann man in diesem Spannungsverhältnis als rundum gelungen bezeichnen. Er ist aus Vorlesungen hervorgegangen, die der Autor an der Universität Hamburg seit vielen Jahren speziell für Lehramtsstudierende hält, und wurde nach Empfehlungen einer interdisziplinären Kommission erarbeitet, die es sich zum Ziel gesetzt hatte, den Studien­plan für Lehramtsstudierende zu verbessern.

Inhaltlich deckt dieser zweite Band die Themengebiete Elektro­dynamik und Relativitätstheorie ab und hat für die Bedürfnisse der Lehramtsstudierenden eine sehr gute Themenauswahl getroffen. Ausführlich behandelt werden die klassischen Gebiete bis zu den Maxwell-Gleichungen, der Wellen­gleichung und ihrer Lösungen, d. h. der Ausbreitung von Wellen im Vakuum, in Materie und in den Standardgeometrien (Hohlleitern, Koaxialkabeln, etc.), außerdem die Relativitätstheorie bis hin zum Formalismus der Vierervektoren. Verzichtet wurde vernünftigerweise auf die Randwertprobleme der Elektrostatik. Sehr positiv zu vermerken sind eine Vielzahl von weiteren Ausblicken und Querverbindungen zu weiterführenden Themen, sowohl eher praktischer Art (z. B. Mikrowellen und Synchrotronstrahlung) als auch theoretischer Art (Dirac-Gleichung und Feynman-Graphen). Hier werden die jeweiligen Dozenten auswählen können bzw. müssen.

Hin und wieder scheint mir allerdings die Darstellung etwas knapp geraten, so z. B. bei den Anwendungsbeispielen zum Gauss­schen Gesetz oder bei der Diskussion des Induktionsgesetzes, wo der Zusammenhang zwischen dem „äquivalenten Feld“ (Umschreibung der Lorentz-Kraft) und dem behaupteten induzierten elektrischen Feld eher zwischen den Zeilen klar wird.

Gemessen am Gesamtbild sind dies jedoch Details und ich bin überzeugt, dass dieses Buch für die Lehramtsausbildung sehr zu empfehlen ist. Die meisten Teile sind sehr anschaulich und ausführlich dargestellt. Die Mathematik ist zwar auf das Notwendige begrenzt, kommt aber keinesfalls zu kurz. Längere Herleitungen wie auch Lösungen zu ausgewählten Aufgaben finden sich im Anhang. Rundum also eine lohnenswerte Anschaffung für die zukünftigen Physik­lehrerinnen und -lehrer.

Priv.-Doz. Dr. Stefanie Russ, Fachbereich Physik, FU Berlin