Die Spezielle Relativitätstheorie in der Mathematikerausbildung

Autor/innen

  • Martin Erik Horn Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität Frankfurt/Main

Schlagworte:

Geometrische Algebra, Raumzeit-Algebra, Pauli-Matrizen, Dirac-Matrizen, Reflexionen, Rotationen, Lorentz-Transformation

Abstract

Die Spezielle Relativitätstheorie lässt sich in zahlreichen, sehr unterschiedlichen mathematischen Darstellungen behandeln. Als eine didaktisch tragfähige und mathematisch äußerst anschauliche Herangehensweise hat sich die Nutzung von Dirac-Matrizen als Basisvektoren der vierdimensio­nalen Raumzeit gezeigt.

Im Rahmen einer seminaristischen Lehrveranstaltung zur Physik für Mathematiker an der Beuth-Hochschule Berlin wurde dieser Ansatz gewählt, um in die relativistische Mechanik einzuführen. Es zeigt sich, dass durch diesen Ansatz bei den Studierenden ein übergreifendes Verständnis der Eigenschaften des dreidimensionalen Raumes im Vergleich zu denen der vierdimensionalen Raumzeit entwickelt werden kann.

Darüber hinaus wird insbesondere auch das Ziel dieser Lehrveranstaltung, mit den Studentinnen und Studenten die Denk- und Vorgehensweisen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und Modellierung exemplarisch nachzuvollziehen, bei diesem Weg in die Spezielle Relativitätstheorie in einer für die Lernenden überzeugenden Art und Weise erreicht.

 

Autor/innen-Biografie

Martin Erik Horn, Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Universität Frankfurt/Main

Lehrbeauftragter für Physik an der Beuth-Hochschule für Technik Berlin im Wintersemester 2009/2010

Veröffentlicht

13.10.2010

Zitationsvorschlag

Horn, M. E. (2010). Die Spezielle Relativitätstheorie in der Mathematikerausbildung. PhyDid B - Didaktik Der Physik - Beiträge Zur DPG-Frühjahrstagung. Abgerufen von https://ojs.dpg-physik.de/index.php/phydid-b/article/view/199

Ausgabe

Rubrik

Hochschuldidaktik