Physik studieren

Einführung in die Physik

Die ersten Physiker waren die Naturbeobachter, die sich mit den Phänomenen auf der Erde und im Weltall auseinandersetzten, weil ihnen die Erklärungen der Mythologie nicht mehr genügten.
Platon war der erste populäre Philosoph, der mit der Beschreibung der regelmäßigen „platonischen“ Körper auch gleichzeitig die Grundlagen der Physik erklärte. Durch Persönlichkeiten wie Isaac Newton, Albert Einstein und Stephen Hawking hat sich die Physik den Charakter einer faszinierenden und populären Naturwissenschaft bewahrt.

Bereiche der Physik

Die Unterteilung der Physik ist nicht immer eindeutig. Die grobe Dreiteilung lautet:

• Experimentelle Physik (Versuch und Irrtum)
• Theoretische Physik (Mathematische Beschreibung)
• Angewandte Physik (z. B. in der Solarstromerzeugung)

Die meisten Fakultäten und Lehrstühle der Physik orientieren sich aber an konkreten Teilgebieten, die sowohl experimentell, theoretische und angewandte Physik beinhalten:

• Astrophysik und Astronomie
• Geophysik
• Akustik und Audiologie
• Optik
• Photovoltaik
• Medizinische Physik
• Thermodynamik

Bereich Astrophysik und Astronomie

Jeder Bereich der Physik gliedert sich wieder in Unterbereiche. Beispiel für Astrophysik und Astronomie:

Radioastronomie

Die Radioastronomie untersucht Himmelskörper und kosmische Phänomene im Radiowellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums (Wellenlängen von Millimetern bis zu mehreren Metern). Radioteleskope, oft große Parabolantennen, fangen die Radiowellen auf, die von Objekten wie Pulsaren, Quasaren, Gasnebeln und der kosmischen Hintergrundstrahlung ausgesendet werden. Die Radioastronomie ermöglicht es, die Struktur und Dynamik des Universums auf eine Weise zu untersuchen, die mit optischen Teleskopen nicht möglich wäre, da Radiowellen durch interstellare Materie hindurchgehen können, die sichtbares Licht blockiert.

Infrarotastronomie

Die Infrarotastronomie beschäftigt sich mit der Beobachtung von Himmelskörpern im infraroten Wellenlängenbereich (etwa 700 nm bis 1 mm). Infrarotstrahlung wird hauptsächlich von warmen Objekten ausgestrahlt, und Infrarotastronomen studieren Sterne, Planeten, Galaxien und Staubwolken, die oft in dichten Gas- und Staubregionen verborgen sind. Da Infrarotstrahlung weniger von Staub absorbiert wird als sichtbares Licht, können Astronomen mit dieser Methode Strukturen in Regionen erkennen, die im sichtbaren Bereich verborgen bleiben.

Röntgenastronomie

Die Röntgenastronomie untersucht das Universum durch Beobachtungen im Röntgenstrahlenbereich (etwa 0,01 nm bis 10 nm). Röntgenstrahlen entstehen bei extrem hohen Temperaturen, z. B. in der Nähe von Schwarzen Löchern, Neutronensternen oder Supernova-Überresten. Da Röntgenstrahlung von der Erdatmosphäre absorbiert wird, müssen Röntgenteleskope ins All gebracht werden. Die Röntgenastronomie hilft dabei, hochenergetische Phänomene und Prozesse zu verstehen, die in den heißesten und dynamischsten Regionen des Universums ablaufen.

Gammaastronomie

Die Gammaastronomie konzentriert sich auf die Beobachtung von Gammastrahlen, die den energiereichsten Teil des elektromagnetischen Spektrums darstellen (Wellenlängen kürzer als 0,01 nm). Gammastrahlen entstehen bei extrem energiereichen Prozessen wie Supernova-Explosionen, Kollisionen von Neutronensternen oder bei Blazaren (eine Art aktiver Galaxie). Aufgrund ihrer hohen Energie dringen Gammastrahlen tief in die Materie ein und können daher nur mit speziellen Teleskopen im Weltraum oder durch bodengebundene Tscherenkow-Teleskope indirekt nachgewiesen werden. Gammaastronomie bietet Einblicke in die extremsten und exotischsten Phänomene im Universum.

Kosmologie

Die Kosmologie ist die Wissenschaft, die das Universum als Ganzes untersucht, also seine Struktur, Entstehung und Entwicklung bis zum „Ende des Universums“ endgültige. Sie beschäftigt sich mit grundlegenden Fragen über den Ursprung (z. B. Urknall-Theorie), die Verteilung von Materie und Energie (einschließlich Dunkler Materie und Dunkler Energie) und die großräumige Struktur des Kosmos. Kosmologen verwenden Beobachtungsdaten aus verschiedenen Bereichen der Astronomie, wie der Radio-, Infrarot-, Röntgen- und Gammaastronomie, um Modelle zu entwickeln, die die Entwicklung des Universums erklären.

Physik studieren

Für das Bachelor– und Masterstudium ist eine gewisse mathematische Begabung die Grundvoraussetzung des erfolgreichen Physikstudiums. Doch im Senioren– und Gasthörerstudium spielt die „mathematische Hürde“ eine geringere Rolle. Je nach Uni werden verschiedene Teilbereiche der Physik angeboten und Schwerpunkte gesetzt, beispielsweise:

• Medizinische Physik: Uni Halle-Wittenberg, Uni Düsseldorf und Uni Kaiserslautern
• Astrophysik und Astronomie: Uni Bonn, Uni Braunschweig, TU München und LMU München
• Hörakustik und Audiologie: Uni Braunschweig