Halliday Physik: Bachelor-Edition [Taschenbuch]

Schon auf den ersten Blick besticht das Buch durch eine sehr sorgfältige Ausstattung und eine übersichtliche Gliederung.

Zielgruppe des Buches sind Studienanfänger der Physik. Es scheint mir aber auch für Studienanfänger, die Physik als "Nebenfächler" hören müssen, geeignet. Auch den lehrenden Professoren dürfte es eine Fundgrube didaktischer Anregungen sein.

Jedes Hauptkapitel beginnt mit einer mehr oder weniger dem Alltag entnommenen Fragestellung, die dann im Laufe des Kapitels vollständig beantwortet wird. Sodann schließen sich qualtitative und quantitative Erklärungen des jeweiligen Themengebietes an. Der Leser wird immer wieder zum selbständigen Mitdenken angeregt, und zwar in Stufen: Jeder Abschnitt schließt mit Kontrollfragen, die man ohne größere Rechnungen beantworten kann, dann folgen vollständig durchgerechnete Übungsaufgaben, wobei die Lösungsstrategien ausführlich ausgearbeitet sind. Schließlich gibt es dann noch Übungsaufgaben, zu denen zum Teil im Anhang Lösungen angegeben sind, zum Teil aber auch nicht, und das ist gut so.

Die mathematische Behandlung entspricht in den Einstiegskapitel ziemlich genau dem, was man auch heute noch von Abiturienten erwarten können sollte. Sie steigert sich naturgemäß in späteren Kapiteln, wobei aber einfache heuristische Erklärungen der wichtigsten Begriffe enthalten sind. Freilich ersetzt dies nicht die Analysis-Grundvorlesung, ohne die man sicher auch dieses Buch nicht vollständig verstehen kann.

Ein weiterer großer Vorteil ist die unhistorische Vorgehensweise. Vielmehr werden die klassischen Themen wie Mechanik, Thermodynamik und Elektrodynamik stets mit deutlichem Seitenblick auf die Quantentheorie dargestellt.

Gerade bei letzterer hat mich die durchweg moderne Auffassung, wie sie in Werken dieser Art nicht oft anzutreffen ist, sehr für das Buch eingenommen. Ausgehend vom Photoeffekt, der durchaus in nunmehr klassischer Weise eingeführt und erklärt wird, wird die Quantentheorie in der Ortsdarstellung (Wellenmechanik) entwickelt. Die einfachsten Potentialmodelle werden durchgerechnet und auch auf heutzutage zugängliche tatsächliche Experimente (Quantentröge etc.) bezogen. Die Bohrschen Bahnen werden kurz als das gewürdigt, was sie tatsächlich sind, nämlich ein historisch wichtiger Zwischenschritt auf dem Wege zur "neuen Quantenmechanik".

Auch das Wasserstoffatom wird ordentlich besprochen, und die stationären Zustände vollständig angegeben, wobei die Herleitung nur skizziert ist, aber das erwartet man ja auch in einem Experimentalphysikbuch nicht anders.

Es schließen sich Festkörperphysik-, Kernphysik-, Kerntechnik- und ein abschließendes "Teilchenastrophysik"-Kapitel an. Die letzteren "Spezialkapitel" sind zum Teil arg knapp geraten, und es wird nur ein grober Überblick über bestimmte Aspekte gegeben, was den Fachwissenschaftler vielleicht ein wenig schmerzen mag, der sein "Lieblingsgebiet" etwas knapp behandelt empfinden wird, aber ich denke, das läßt sich angesichts des doch schon sehr großen Umfangs des Buches nicht ändern.

Etwas ärgerlich sind nur Kleinigkeiten, wie die immer wieder verbreitete Meinung, in der Quantenfeldtheorie werde der Energiesatz kurzzeitig verletzt. Ansonsten ist das Buch arm an Druckfehlern, was für eine Einführungsauflage doch nicht hoch genug bewertet werden kann. Sehr störend habe ich die Anwendung der neuen Rechtschreibregeln empfunden, aber das mag von meiner persönlichen Präferenz für die althergebrachte Orthographie verschuldet sein. Als größten sachlichen Mangel empfinde ich das Fehlen eines Literaturverzeichnisses und damit auch Verweise auf ausführlichere Spezialwerke (auch für die Theorie), auf deren Studium das Buch eigentlich sehr neugierig macht.

Kurz und gut, das Werk erfüllt vor allem den wichtigsten Auftrag eines solchen Lehrbuches: Es führt kompetent und spannend in das reiche Gebiet der Grundlagenphysik ein, lehrt die physikalische Denkweise und macht Lust zum Weiterstudieren. Jedenfalls hat mir die Begeisterung des Buches schon einige schlaflose Nächte bereitet.

Man wünscht sich eigentlich nur noch ein ähnlich gutes deutschsprachiges Buch zur theoretischen Physik, das allerdings erst noch geschrieben werden müßte!

Komplett vierfarbig und mit teilweise eindrucksvollen und eingängigen Abbildungen führt der "Halliday" durch die gesamte Physik des Grundstudiums. Natürlich fehlt das ein oder andere Spezialgebiet (absolute Vollständigkeit bis ins Letzte kann auch nicht der Anspruch eines einbändigen Einführungswerkes zur Physik sein), aber dafür wird der Stoff, der drin ist auf fast anderthalbtausend Seiten auch wirklich anschaulich und vollständig behandelt. Man spürt, daß der Herausgeber der deutschen Fassung ein (didaktischer) Experte ist, der sowohl das amerikanische, als auch das deutsche Studiensystem aus eigener jahrzehntelanger Erfahrung exellent kennt.

Nur ein Beispiel vom didaktischen Konzept, das mich schon vor Jahren überzeugt hat: In dieser Form absolut einmalig ist die Herangehensweise der Autoren an wichtige Phänomene der Physik. Ausgehend von einer eingängigen Abbildung (Erdbebenschaden in Mexiko Stadt) und einer motivierenden Frage zum Bild wird in mehreren Schritten wird immer detaillierter das jeweilige physikalische Phänomen (hier: Resonanz) vorgestellt und durch Beispiele veranschaulicht. Kontrollfragen helfen dabei, Lücken im Verständnis sofort aufzuspüren und gezielt zu beheben, ohne erst auf die nächte Übung oder Klausur zu warten. Dann ist es ohnehin oft zu spät.

Extras: Im Internet gibt es etliche Java-Applets (kostenlos nutzbar), die wichtige Physik-Versuche veranschaulichen. Ich habe selbst Stunden mit Studenten verbracht, gezielt bestimmte Phänomene nachzuvollziehen und durch Veränderung von bestimmten Meßgrößen zum Beispiel den schiefen Wurf in zig Varianten zu visualisieren. Spätestens hier hat jeder (!) eine Chance, in die Geheimnisse der Physik einzutauchen.
In diesem Buch ist wirklich (ohne separate Arbeitsbücher wie beim Tipler) alles "drin" und auf mehr als 1.400 Seiten finden sich unzählige Übungsaufgaben, die auch im Internet vertieft werden.

Im Vergleich zu den ansonsten - manchmal mehr aus Gewohnheit statt aus rationalen Gründen empfohlenen Büchern wie von Tipler oder Gerthsen liegt der "Halliday" klar vorne. Schade, daß es immer so lange dauert, bis sich neue Lehrbücher etablieren - aber schließlich ist der "Halliday" kein neues, sondern ein über Jahrzenhte erprobtes und ständig weiterentwickeltes Studienbuch. Außerdem kann sich jeder selbst - unabhängig von der speziellen Empfehlung des Professors - von dem einzigartigen didaktischen Konzept überzeugen, denn es gibt noch viel mehr zu entdecken als man hier beschreiben kann.

Fazit: Was jedes Jahr zigzehntausende von Studenten weltweit erfolgreich zur Einführung in dieses spannende Fach dient ist sicher auch für Studierende im deutschsprachigen Raum erste Wahl - oder sollte es sein. Für angehenden Physiker und Studierende mit Physik im Nebenfach gibt es in den ersten Semester derzeit aus meiner Erfahrung kein besseres Buch.