Speciální teorie relativity

NOFY023

prof. RNDr. Pavel Krtouš, Ph.D.

ZS: 2/0 Zk - podzim 2018

Anotace:

Experimentální základ a výchozí principy speciální teorie relativity. Relativistická kinematika: kauzální struktura, inerciální soustavy, Lorentzova transformace, Minkowského prostoročas. Tenzorový zápis fyzikálních zákonů. Relativistické efekty. Relativistická dynamika: srážky, mechanika, elektrodynamika. Variační principy.

Přednáška je určena druhý ročník bakalářského studia fyziky.

Termíny zkoušky:

Zkoušky se konaly na Ústavu teoretické fyziky v následujících termínech:
14.1., 16.1., 21.1., 23.1., 29.1., 30.1., 6.2., 7.2., 11.2., 13.2., 14.2. a 22.2.

Poslední termín "patřící" k zimnímu zkouškovému období bude 1.3.

Další termíny budou vypsáné ve zkouškovém období letního semestru. Kapacita těchto termínů bude odpovídat počtu studentů, kteří budou ještě potřebovat složit zkoušku. Nebude všek výrazně vyšší – nenechávejte proto propadat vypsané termíny.

Poslední termín bude vypsaný začátkem září. Tento termín je zamýšlen zejména pro studenty opakující zkoušku a jeho kapacita bude omezená.

V závažných případech lze termín domluvit individuálně s prof. Krtoušem.

Související přednášky:

Speciální teorie relativity je základem moderního popisu přírody. S relativistickým popisem se tak setkáte v mnoha dalších přednáškách, zejména v těch popisující různá pole (např. Kvantová teorie pole, Teorie kalibračních polí). V letním semestru se vrátíme k relativistickému popisu elektromagnetického pole v přednášce NOFY026 - Klasická elektrodynamika, některé jevy a metody, na které nezbyde v tomto semestru čas, si rozebereme na NTMF029 - Prosemináři teoretické fyziky II.

V relativistické dynamice využijeme některé techniky, se kterými se budete souběžně seznamovat na přednášce NOFY003 - Teoretická mechanika.

Na přednášku o STR v letním semestru přirozeně navazuje předmět NTMF111 - Obecná teorie relativity určený pro třetí ročník, přístupný ale i studentům druhého ročníku bakalářského studia. Tato přednáška je pak úvodem k specializovanému kurzu Relativistická fyzika.

Sylabus:

Relativistická kinematika

Relativistická dynamika

Materiály k přednáškám:

Studijní text

Přípravy

Přípravy k přednáškám prof. Krtouše. Nejedná se o plnohodnotný studijní text, pouze ručně psané poznámky. Nicméně přípravy obsahují obrázky kreslené na přednáškách, všechny vzorce se stručnými komentáři a případně dodatečný materiál pro zájemce.

14.1.2019: Přípravy byly přeskenovány ve vyšším rozlišení. Původní verze (menší velikost, horší kvalita) je k dispozici pod linkem [alt]. Bylo opraveno i několik přepisů.

Materiály

K přednášce jsou k dispozici různé doplňkové materiály, které byly prezentovány na přednáškách – zejména diagramy v pdf a animace v systému Wolfram Mathematica.

Ke spuštění animací je potřeba mít instalovaný funkční systém Wolfram Mathematica. Tento systém je pro studenty MFF UK volně k dispozici, viz info, resp. manuál doc. Hurta.

Odborné články

Odborné články zmíněné na přednášce.

Průběh přednášek:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

přednáška 1 - 3. 10 .

Přípravy
Materiály
  • STR_1.nb – animace dokumentující dilataci času a kontrakci délek

přednáška 2 - 10. 10.

Přípravy
Materiály
  • STR_1.nb – animace dokumentující kauzální strukturu prostoročasu a budování inerciálních soustav

přednáška 3 - 17. 10.

Přípravy
Materiály
  • STR_1.nb – animace dokumentující kauzální strukturu prostoročasu a budování inerciálních soustav

přednáška 4 - 24. 10.

Přípravy
Materiály
  • STR_2.nb – animace dokumentující dilataci času a kontrakci délek

přednáška 5 - 31. 10.

Přípravy
Materiály

přednáška 6 - 7. 11.

Přípravy
Materiály

přednáška 7 - 14. 11.

Přípravy
Materiály

přednáška 8 - 21. 11.

Přípravy
Materiály

přednáška 9 - 28. 11.

Přípravy
Materiály

přednáška 10 - 5. 12.

Přípravy
Materiály

přednáška 11 - 12. 12.

Přípravy
Materiály

přednáška 12 - 19. 12.

Přípravy
Materiály

přednáška 13 - 9. 1.

Přípravy
Materiály

Literatura: