Speciální teorie relativity

NOFY023

prof. RNDr. Pavel Krtouš, Ph.D.

ZS: 2/0 Zk - podzim 2021

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.

Konání přednášky:

Přednáška se konala v pondělí od 9:45 do 11:15 hodin v posluchárně N1 v pavilónu IMPAKT v Tróji.

Před přednáškou probíhaly konzultace k probírané látce.

Předášky byly nahrávány. Záznamy přednášek jsou k dispozici na této stránce.

Zkouška:

Zkouškové termíny byly vypsány každý týden ve zkouškovém období zimního semestru.

Dodatečné termíny byly vypsány i ve zkouškovém období letního semestru.

Momentálně jsou ještě vypsány tyto termíny:

Zkoušení probíhá prezenčně. Pokud budete potřebovat distanční formu zkoušky, kontaktujte prof. Krtouše předem emailem.

Zkouška zahrnuje 30 min přípravu a 30 min zkoušení. Zadávají se dvě otázky: jedna z kinematiky a jedna z dynamiky.

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 vrátíte k relativistickému popisu elektromagnetického pole v přednášce NOFY126 - Klasická elektrodynamika, některé jevy a metody, na které nezbyde v tomto semestru čas, si rozebereme na NTMF129 - Prosemináři z teoretické fyziky.

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:

Jedná se o aktuální variantu sylabu pokrytého v přípravách níže. Materiál, který nebyl odpřednášen a nebude zkoušen, je vyznačen šedě.

Relativistická kinematika

Relativistická dynamika

Záznamy přednášek:

Záznam ke stáhnutí

Dodatky k přednášce:

Dodatky ke stáhnutí

Materiály k přednáškám:

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.

Všechny přípravy byly aktualizovány 5. ledna.

V přípravách je modrým pruhem vyznačen materiál, který nebyl přednášen v hlavním běhu přednášky. Některé z těchto částí jsou vyloženy v dodatcích. Tento materiál nebude zkoušen (s výjimkou výsledků, které byste měli být schopni odvodit na základě obecných znalostí).

Materiály

K přednášce jsou k dispozici různé doplňkové materiály, které byly prezentovány na přednáškách – 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.

Záznam přednášek z akademického roku 2020/21

STR - kurz vedený doc. Semerákem a dr. Svítkem

K dispozici jsou nahrávky kurzu ve verzi doc. Semeráka a dr. Svítka z podzimu 2020. Obsah přednášky je v zásadě stejný, některá témata jsou všek více zdůrazněna v jedné a jiná v druhé verzi kurzu. Kurz prof. Krtouše dává např. větší důraz na geometrický pohled na prostoročas. Při využívání alternativní verze kurzu je tak potřeba mít na paměti aktuální verzi sylabu v běžícím roce.

Studijní text

O. Semerák: Speciální teorie relativity [pdf]

Literatura: