Fächerkanon

Das Physikstudium (d.h. alle Physik-Fachstudiengänge, die mit dem Bachelor/Master in Physik abgeschlossen werden) umfasst an allen deutschen Universitäten ähnliche Lerninhalte und Fächer, die hier kurz und knapp vorgestellt werden sollen. Studiengänge mit Physik-Inhalten, die einen eigenen Abschluss anbieten (z.B. Bachelor/Master in Geophysik), weichen unter Umständen deutlich im Curriculum ab.

Mathematik

mathe

Die Mathematik ist die Sprache der Physik, d.h. Naturgesetze und empirische Befunde werden quantitativ in mathematische Ausdrücke (“Formeln”) gefasst.
Anders als in der Schule wird in den Vorlesungen und Übungen zur Mathematik (fast) nicht gerechnet. Stattdessen wird das logische Grundgerüst, das Rechnungen erst ermöglicht, durch den Beweis von Theoremen und mathematischen Sätzen aufgebaut. Meist umfasst das Curriculum der Physik vier Semester Mathematik im Bachelor-Studium. Hier werden die Grundlagen zur Analysis, Linearen Algebra, Vektoranalysis, Differentialgeometrie und Funktionentheorie gelehrt.
Das Fach wird oft am Anfang des Studiums als besonders schwer wahrgenommen, da die Lehrinhalte deutlich abstrakter sind als der Schulstoff.

Theoretische Physik

TP

Die theoretische Physik nutzt das logische Grundgerüst der Mathematik um allgemeine und quantitative Beschreibungen der Naturgesetze, aufbauend und im Einklang mit experimentellen Beobachtungen, zu formulieren.
Anders als in der Mathematik wird hier in Vorlesungen und Übungen wirklich gerechnet, jedoch meist auf einem abstrakten Niveau („Variablen statt Zahlen“). Typisch für solche Rechnungen sind Differential- und Integralgleichungen, Rechungen mit Tensoren, Matrizen und Vektoren, sowie Methoden der Statistik. Das Curriculum im Bachelor-Studium besteht meist aus folgender Abfolge:
Rechenmethoden & Analytische Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik, Statistische Physik und Thermodynamik. Darauf aufbauend werden im voran­ge­schrit­tenen Studium (meist im Master-Studium) auch Kurse zur Quantenfeldtheorie, Allgemeinen Relativitätstheorie, Nichtlinearen Dynamik, Hydrodynamik etc. angeboten.
Die Theoretische Physik wird ebenfalls am Anfang oft als schwer wahrgenommen, da viele Rechenmethoden deutlich über den Schulstoff hinausgehen und teilweise zunächst sehr abstrakt erscheinen.

Experimentalphysik

EP

Die Experimentalphysik hat die stärkste Ähnlichkeit mit dem Schulfach Physik. Die Vorlesungen bestehen meist aus Demonstrationsexperimenten und den zugehörigen Quantifizierungen. Die begleitenden Berechnungen gehen weniger tief ins abstrakt-theoretische Detail, vermitteln aber die Essenz wie experimentell beobachtete Phänomene in Form allgemeiner Naturgesetze formuliert werden können. Letzteres wird in Übungen zur Vorlesung vertieft.
Das Curriculum beinhaltet meist folgende Themen (die Reihenfolge ist dem Physik-Curriculum der Universität Bayreuth entnommen): Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik und Wärme, Atomphysik, Kern- und Teilchenphysik, Molekülphysik, Festkörperphysik. Darauf aufbauend werden teilweise schon im Bachelor-Studium viele Spezialvorlesungen angeboten, z.B. in Richtung organischer Halbleiter, Polymerphysik oder Biophysik.
Das Fach wird anfangs oft als (zu) leicht wahrgenommen. Das relativiert sich im Verlauf der Zeit durch die große Fülle der behandelten Phänomene und ihrer immer noch anspruchsvollen Behandlung.

Physikalische Praktika

Die Praktika der Physik zielen darauf ab, die zuvor theoretisch gelernten Zusammenhänge eigenständig am Experiment zu vertiefen. Die Physik ist per definitionem eine experimentell ausgerichtete Wissenschaft, so dass dieser Teil des Studiums enorm wichtig ist.
Im Anfängerpraktikum werden meist in Zweier-Teams vergleichsweise einfache Experimente an standardisierten Aufbauten quantitativ durchgeführt, um Methoden kennenzulernen und Phänomene selbst quantitativ zu erfassen. In Fortgeschrittenenpraktika werden anspruchsvollere Versuche in zunehmender Eigenständigkeit bearbeitet. Alle Versuche erfordern die Abgabe einer schriftlichen Ausarbeitung („Protokolle“), die Frage, Versuchsaufbau, Resultate und ihre quantitative Diskussion wiedergeben.
Praktika werden oft als enorm zeitraubend wahrgenommen, speziell das Schreiben der Protokolle. Hält man sich vor Augen, dass man später im Berufsleben bei Projektarbeiten jeglicher Art mit ähnlich gelagerten Ansprüchen konfrontiert ist, nimmt man den Arbeitsaufwand vermutlich als weniger belastend denn als bereichernd wahr.

Chemie

Historisch und konzeptionell sind Chemie und Physik eng benachbarte Disziplinen, haben jedoch einen unterschiedlichen Fokus. Nach wie vor ist deshalb an den meisten deutschen Universitäten eine zweisemestrige Einführung in die organische und anorganische Chemie in den ersten Semestern des Bachelor-Studiums vorgeschrieben. Neben Vorlesungen umfasst dieser Block auch ein Praktikum zu den Grundlagen der Chemie.

Nebenfächer

An jeder Universität ist das Programm zu physikalischen und nicht-physikalischen Nebenfächern anders ausgestaltet, d.h. hier gibt es die augenfälligsten Unterscheidungsmerkmale. Meist umfasst der Block der Nebenfächer ca. 20% der Studienzeit (Bachelor- und Master-Studium gleichermaßen).
Beispielhaft seien hier einige Nebenfächer für die Studienschwerpunkte Biologische Physik (BP) und Technische Physik (TP) aufgeführt, wie sie im Rahmen des Bachelor-Studiengangs Physik an der Universität Bayreuth wählbar sind:

  • BP
    • Biochemie für Physiker; Bioinformatik; Genetik; Biophysik A
  • TP
    • Konstruktion & Fertigung für Physiker; Materialwissenschaften; Patentrecht für Physiker; Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre für Physiker
  • sowie als weitere Wahlfächer
    • Programmiersprachen, Moderne Optik, Prozessrechner und Elektronik, Computik, Kristallographie, Geophysik, Geodynamik