Course syllabus
Kurs-PM: Speciell relativitetsteori lp2 HT22
OBS: Saltentan är 4 timmar lång
CHALMERS=FUF045, GU=FYP302
Kursen ges av institutionen för Fysik.
Kursen samläses av GU studenterna som en del av Mekanik B (FYP302). (Se Mekanik B PM för ytterligare detaljer)
Kontaktuppgifter
Examinator/föreläsare Gabriele Ferretti Origo 6111 (ferretti@chalmers.se), nås bäst via Canvas email.
OFFICE HOURS: De flesta dagarna när vi slutar kl 10, kan jag stanna kvar och prata fram till lunch. (eller vi kan gå till mitt rum). Annars kan ni mejla mig och föreslå några tider som funkar för er.
Kursutvärderare
Inlämningsuppgifterna och Läxlösningar
Gamla tentor:
Övriga lösningar från kompendium
lots_of_exercises.pdf
Einsteins artikel (på tyska + översättning på engelska)
Einstein_1905_relativity_paper.pdf
Einstein-1905-Annalen_der_Physik.pdf
Kursens schema (optimistiskt och ungefärligt!).
(Vi kommer inte att täcka allt i föreläsningar, och kommer även att göra övningar under föreläsningstiden)
V44: Sidor 1-20 i kompendium
V45: Sidor 21-32
V46: Sidor 33-52
V47: Sidor 53-58
V48: Sidor 59-68
V49: Sidor 69-89
V50: Sammanfattning
Kursens syfte
Kursen syftar till att ge en bred förståelse av Speciell Relativitetsteori som ett av den moderna fysikens fundament. Utgående från Einsteins relativitetspostulat så härleds och studeras Lorentztransformationen. Denna appliceras därefter på en rad klassiska modeller som efter behov modifieras för att göras "relativistiska". Den studerande får återstifta bekantskap med ett flertal klassiska modeller som behandlats i tidigare kurser men som nu studeras ur en mer rigorös och axiomatisk synvinkel. Vidare så introduceras ett ett antal, för den studerande, nya begrepp såsom metrik, rumtiden och tensorer. Dessa tjänar ett syfte både i kursen och som grund till vidare studier inom den teoretiska fysiken. Kursens behandling problemlösning kan sägas vara tvåhövdat där en del syftar till att utveckla förmågan att lösa problem i relativistisk fysik och en del till att utveckla förmågan till relativistisk problemlösning (lösningsmetoder som involverar byte av referenssystem). Sammantaget ger kursen en spännande inblick i den moderna fysiken jämte goda grunder för vidare studier av den teoretiska fysiken.
Kurslitteratur
Kompendium_i_Speciell_Relativitetsteori_II_upplaga.pdf
Papperskopior kan köpas hos Cremona.
En (ICKE obligatorisk) book om Relativitetsteori, som kan vara rolig att läsa samtidigt är
Relativity: Special, General and Cosmological, 2nd edition, W. Rindler, Oxford University Press
Kursens upplägg:
Jag kommer att skicka ut regelbundna email/PIMs till er och sammanfatta det som gjordes under veckan, svara på möjliga frågor samt peka på kommande material.
Lärandemål
Förmågan att kunna resonera "relativistiskt" är central i kursen. Fokus ligger genom hela kursen på att utveckla (träna), vidga (till nya modeller) och fördjupa denna förmåga. Vidare läggs stor vikt vid problemlösning och speciellt "relativistisk problemlösning". Efter fullgjord kurs så har den studerande utvecklat en ämnesspecifik kompetens och förståelse tillräcklig för att kunna
- detaljerat redogöra för:
- den speciella relativitetsteorins roll och funktion
- inertialsystem, deras existens, definition och användning
- Lorentztransformationen, dess härledning, egenskaper, representation samt direkta konsekvenser
- rumtiden och därtill relaterade begrepp
- relativistisk mekanik, dess axiomatiska grund samt centrala applikationer
- generella tensorer och vektorer, definition samt relevanta specialfall
- Maxwells ekvationer i tensorform - ställa upp tankeexperiment och med dessa förklara samt analysera:
- kinematiska effekter
- relativistiska stötprocesser
- alternativa modeller (etermodeller m.fl.) - lösa problem, "relativistiskt", rörande:
- kinematik
- optik
- partikelfysik och stötprocesser
- elektromagnetiska fält
Den studerande kan vid kursens slut visa djup förståelse genom att:
- återknyta resultat från dynamiska modeller till kinematiska slutsatser
- göra kortare alternativa härledningar till de givna i undervisningen
- själv finna eller konstruera skenbara paradoxer och upplösa dem
Examination:
Bonuspoäng: 10 Inlämningsuppgifter tagna från kompendium.
1 poäng/uppgift. Bonuspoäng gäller i ett år.
Ni kommer att rätta varandras inlämningsuppgifterna med hjälp av mina lösningar. För att en inlämning ska vara godkänd räcker det att ni har lämnat in det och att ni har rättat en av era kollegors inlämningar. Alltså, spelar det ingen roll om er lösning är lite fel, men läs rättningen noggrant, då likadana uppgifter kan komma att användas på slut tentamen. Jag gör också några"stickprov" för att kolla att allt sker på ett rimligt sätt.
Saltenta:
Tentamenstider är schemalagda av CTH administrationen.
Kolla alltid tid och plats i Chalmers Studentportalen!
https://student.portal.chalmers.se/sv/Sidor/default.aspx
OBS: Studenter som inte anmält sig till tentamen kommer inte att få skriva tenta. Jag kan inte hjälpa er med detta i sista minuten. Ni måste komma ihåg att registrera er!
Tillåtna medel på tentan:
En godkänd miniräknare
Physics Handbook
Betygsgränser
Tentan består av två delar.
Del 1 innehåller 4 enkla uppgifter, varav man kan få 10 poäng/uppgift, inspirerade från de som finns i kompendium.
Del 2 innehåller 2 mer konceptuella uppgifter (20 poäng/uppgift) där man tillfrågas härleda en formel eller beskriva en process i djupare detaljer.
För att nå godkänd nivå (3 eller G) räcker det att få 25 poäng i Del 1. (Bonuspoäng kan inte användas för det.)
För att få överbetyg 4 måste man ha minst 30 poäng i Del 1, samt minst 25 poäng när man räknar ihop bonus poäng plus Del 2.
För att få överbetyg 5 måste man ha minst 35 poäng i Del 1, samt minst 35 poäng när man räknar ihop bonus poäng plus Del 2.
För att få överbetyg VG måste man ha minst 30 poäng i Del 1, samt minst 30 poäng när man räknar ihop bonus poäng plus Del 2.
Course summary:
| Date | Details | Due |
|---|---|---|