Physik mit 2x2-Matrizen: Ein Lehrbuch mit Beispielen und Übungsaufgaben

In der Physik werden Matrizen, insbesondere 2x2-Matrizen, oft als einfache Modelle eingesetzt, um komplizierte Probleme verständlicher zu machen und ihre theoretischen und praktischen Lösungsmethoden zu illustrieren. Das vorliegende Lehrbuch stellt aktuelle und anwendungsnahe Aufgabenfelder der modernen Physik und deren Behandlung mithilfe der Matrix-Algebra dar.

Die Themenvielfalt des Buches spannt einen weiten Bogen über fundamentale Themen wie Dynamische Systeme bis hin zur allgemeinen Relativitätstheorie und Quantenphysik. Dabei steht die Quantenmechanik im Zentrum, aber es werden auch angewandte Gebiete wie Mechanik, Optik, Elektronik oder Quantencomputing behandelt. Jedes Kapitel gibt eine kurze Einführung in den physikalischen Problemkreis und illustriert die angewandten Methoden mithilfe vieler durchgerechneter Beispiele und Übungsaufgaben (mit Lösungen).

Das Lehrbuch bietet einen schnellen Einstieg in die unterschiedlichen Gebiete der Physik, und durch die oft verwandte Methodik, wie zum Beispiel die Transfermatrizen, erkennt man interessante Zusammenhänge zwischen den Feldern. Die oft allgemein vermittelten Methoden ermöglichen es dem Leser, diese auch auf andere Problemstellungen der Physik anzuwenden.

Es wendet sich in erster Linie an Studierende der Physik, zum Selbststudium oder als Begleitmaterial zu Vorlesungen. Das Buch wird jedoch auch fortgeschrittenen Interessenten an physikalischen Fragestellungen und ihrer theoretischen Beschreibung gute Dienste leisten.

Es wird vorausgesetzt, dass der Leser mit den elementaren Methoden der Matrix-Algebra vertraut ist, daher werden mathematische Verfahren nur kurz erläutert. Eine ausführlichere Darstellung der mathematischen Grundlagen findet der Leser in dem parallel erschienenen Lehrbuch "Mathematik mit 2x2-Matrizen".