FPF:UF1U300 Speciální teorie relativity - Informace o předmětu
UF1U300 Speciální teorie relativity
Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavěléto 2015
- Rozsah
- 2/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
- Vyučující
- RNDr. Pavel Bakala, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Martin Blaschke, Ph.D. (cvičící) - Garance
- RNDr. Pavel Bakala, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě - Předpoklady
- ( UFAF001 Mechanika a molekulová fyzika || UF01000 Mechanika a molekulová fyzika ) && ( UFAF002 Elektřina a magnetismus || UF01100 Elektřina a magnetismus )
Předměty UF/01000 a UF/01100.
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
- Cíle předmětu
- Přednáška seznamuje se základy speciální teorie relativity na úrovni zajištující průpravu pro navazující teoretické předměty. Výklad je propojen s přednáškou "Klasická elektrodynamika".
- Osnova
- Rekapitulace newtonovské mechaniky. Souřadnicové soustavy, absolutní čas a absolutní vzdálenost; inerciální systém; Newtonovy pohybové rovnice, hmotnost; Galileiho princip relativity, Galileiho transformace a kovariance Newtonových pohybových rovnic vůči nim, actio in distans; narušení Galileiho principu relativity elektromagnetickými jevy, nekovariance Maxwellových rovnic vůči Galileiho transformacím; éter, pokusy o zjištění pohybu Slunce a Země vůči éteru, aberace stálic, pokus Römerova typu, Michelsonův pokus, Kennedyho-Thorndikeův pokus; Machův princip.
Postuláty speciální teorie relativity. Inerciální systém, Einsteinův princip relativity, princip univerzálnosti rychlosti světla; synchronizace hodin, relativnost současnosti, definice délky, dilatace času a její experimentální důkazy, kontrakce délek.
Kinematika speciální teorie relativity. Lorentzova transformace; speciální Lorentzova grupa; transformace složek rychlosti a zrychlení; interval a absolutní oblasti prostoročasu, kauzalita; Lorentzova transformace pro libovolný směr rychlosti (boost) a její vlastnosti; infinitezimální Lorentzova transformace; Thomasova precese.
Minkowskiho prostoročas. Geometrická interpretace speciální Lorentzovy transformace; světočáry, světová trubice; plochy a nadplochy v prostoročase; obecná Lorentzova grupa a její podgrupy; tenzory v Minkowskiho prostoročase; metrický tenzor; transformační vlastnosti tenzoru; 4-rychlost a 4-zrychlení; integrování v Minkowského prostoročase.
Relativistická mechanika a elektrodynamika. Akční funkce a lagrangián (hustota lagrangiánu) systému { elektromagnetické pole + elektrické náboje }, Maxwellovy rovnice a pohybová rovnice náboje
v elektromagnetickém poli; hmotnost, energie a hybnost, 4-hybnost; síla, 4-síla, Lorentzova 4-síla; rovnoměrné zrychlený pohyb; srážky částic; Comptonův jev; vztah mezi hmotností, energií a hybností; tenzor energie-hybnosti; základy relativistické hydrodynamiky; relativistický Ciolkovského vzorec. 4-vektor proudové hustoty, 4-potenciál, 4-tenzor elektromagnetického pole, zápis Maxwellových rovnic do kovariantní formy; pohyb nabité částice ve vnějším elektromagnetickém poli; invarianty elektromagnetického pole; rovinná elektromagnetická vlna, vlnový 4-vektor; Dopplerův jev a aberace; optický vzhled relativistickou rychlostí se pohybujících objektů.
Aktuální informace a doplňková literatura jsou na webové stránce předmětu:
- Rekapitulace newtonovské mechaniky. Souřadnicové soustavy, absolutní čas a absolutní vzdálenost; inerciální systém; Newtonovy pohybové rovnice, hmotnost; Galileiho princip relativity, Galileiho transformace a kovariance Newtonových pohybových rovnic vůči nim, actio in distans; narušení Galileiho principu relativity elektromagnetickými jevy, nekovariance Maxwellových rovnic vůči Galileiho transformacím; éter, pokusy o zjištění pohybu Slunce a Země vůči éteru, aberace stálic, pokus Römerova typu, Michelsonův pokus, Kennedyho-Thorndikeův pokus; Machův princip.
- Literatura
- Výukové metody
- Individuální konzultace
Demonstrace dovedností
monologická (výklad, přednáška) - Metody hodnocení
- Analýza výkonů studenta
Zápočet
Kombinovaná zkouška - Informace učitele
- Minimálně 80% účast na cvičeních, úspěšná zápočtová písemka. Zkouška je písemná (tři úlohy) a ústní.
Další podrobnosti jsou uvedeny na webové stránce výuky (link v sekci "Obsah").
- Další komentáře
- Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
- Statistika zápisu (nejnovější)
- Permalink: https://is.slu.cz/predmet/fpf/leto2015/UF1U300