Elektromagnetische Wellen im Wechselspiel von Algebra und Geometrie

Horn, Martin Erik

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2013

Die Verschränkung von Geometrie und Physik stellt eines der grundlegenden Motivationsmuster der Entwicklung der Physik des vergangenen Jahrhunderts dar. So führt die Geometrisierung der Zeit zur relativistischen Konzeptbildung und trägt entscheidend zu einem modernen Physikverständnis bei. Diese Verschränkung von Geometrie und Physik wird kontrastiert durch eine Verschränkung von Algebra und Physik, wenn physikalische Sachverhalte mathematisch-formelhaft beschrieben werden.
Dieses Bild einer doppelten Verschränkung kann didaktisch erst dann voll genutzt werden, wenn im Kontext der Physik die Verschränkung von Geometrie und Algebra mit berücksichtigt und immer wieder zentral durchdacht wird. Die auf Grassmann zurückgehende und von Hestenes didaktisch weiterentwickelte Geometrische Algebra gestattet genau dies. Am Beispiel ebener elektromagnetischer Wellen im Vakuum wird gezeigt, wie die Verschränkung von Geometrie und Algebra bei der Diskussion der Lösung der Maxwell-Gleichungen ein Verständnis der physikalischen Prozesse bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen fördert.

 

Referenz:
Horn, M. E. (2014). Elektromagnetische Wellen im Wechselspiel von Algebra und Geometrie. In S. Bernholt (Hrsg.), Naturwissenschaftliche Bildung zwischen Science- und Fachunterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in München 2013 (S. 321 - 323). Kiel: IPN.

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