Dozent: Müller-Hoissen
Vorlesung: Spezielle Relativitätstheorie
Zeit: SS2003, Fr 11 - 13
Erster Termin: 25. April 2003
Ort: Hörsaal MPI für Strömungsforschung (MN 76)
Zielgruppe: Studenten Mathematik/Physik ab 5. Semester
Die Spezielle Relativitätstheorie Albert Einsteins bildet einen fundamentalen
Baustein der heutigen Physik. Die relativistische Mechanik (invariant bezüglich
der Poincare-Gruppe) ersetzt die Newtonsche Mechanik (invariant unter der
Galilei-Gruppe) und weicht von dieser um so mehr ab, je näher
Relativgeschwindigkeiten in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit kommen.
Kanonische Quantisierung führt zur Relativistischen Quantenmechanik und
Quantenfeldtheorie, der Grundlage moderner (Elementar-) Teilchenphysik.
Die Vorlesung behandelt zunächst die Grundlagen der relativistischen Physik,
die wichtigsten Phänomene und entsprechende Experimente in ihren Grundzügen.
Weiter wird die Elektrodynamik als (klassische) relativistische Feldtheorie
behandelt. Exkurse in die relativistische Quantenmechanik (Klein-Gordon
und Dirac-Gleichung) und die Allgemeine Relativitätstheorie werden die
Vorlesung abschliessen.
Vorausgesetzt werden Grundkenntnisse der Mechanik und Elektrodynamik.
Hinsichtlich der Mathematik werden nur Kenntnisse der linearen
Algebra und Differentialrechnung erwartet.
Literatur:
- A.P. French, "Die spezielle Relativitätstheorie", Vieweg 1971.
Leicht lesbare Einführung. Ein Klassiker.
- W. Rindler, "Introduction to Special Relativity", Clarendon Press,
Oxford, 1991.
Etwas anspruchsvoller. Sehr empfehlenswert. Behandelt auch
relativistische Kontinuumsmechanik.
Siehe auch "Relativity" vom selben Autor, ein sehr gutes
Lehrbuch sowohl zur Speziellen als auch zur Allgemeinen
Relativitätstheorie.
- H. und M. Ruder, "Die spezielle Relativitätstheorie",
Vieweg 1993.
Ein handliches kleines Büchlein und sehr schöne
Einführung in die SRT. Kurze Behandlung der relativistischen
Quantenmechanik im letzten Abschnitt.
- R.U. Sexl, H. K. Urbantke, "Relativität, Gruppen, Teilchen",
Springer-Verlag, 1992.
Weiterführendes Werk, weniger als Einführung zu
gebrauchen. Als Ergänzung sehr nützlich.
- R.P. Feynman, "Six not-so-easy pieces, Einstein's Relativity,
Symetry and Space-Time", Perseus Books, 1997.
Einige elementare Erkenntnisse der SRT auf Feynman's Art
präsentiert, also irgendwie "andersrum". Nett als
Zusatzlektüre.
- R. Sexl und H.K. Schmidt, "Raum-Zeit-Relativität",
Vieweg 1991.
Ein sehr gut lesbares Taschenbuch über die Spezielle
Relativitätstheorie.
- Für wissenschaftsphilosophisch Interessierte:
H. Reichenbach, "Philosopie der Raum-Zeit-Lehre", 1927, bzw.
"The Philosophy of Space & Time", Dover Publications, 1957
(preiswertes Taschenbuch). Allerdings geht es hier allgemeiner
um Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie.
Einige Schriften Albert Einsteins sind inzwischen im Internet
verfügbar:
Einstein Archives Online.
Das ist nur eine kleine Auswahl.
Vieles zu dem Thema ist auch im Internet verfügbar. Siehe etwa
Franz Embacher: "Spezielle
Relativitätstheorie"
(Schulniveau)
Claus
Lämmerzahl: Einführung in die theoretischen und
experimentellen Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie
David W. Hogg: "Special Relativity"
B. Schumacher: "Fields and Spacetime" (lecture notes)
Eine Übersicht zu experimentellen Bestätigungen findet
man hier.
Zum Thema Überlichtgeschwindigkeit gibt es hier
eine interessante Zusammenstellung von Referenzen und Links.
Behandelt wurden folgende Themen:
- Raum, Zeit und Relativität in der klassischen Mechanik
- Das Michelson-Morley-Experiment und Einsteins
Relativitätsprinzip
- Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und Uhrensynchronisierung
- Transformation zwischen Inertialsystemen
- Minkowskiraum
- Addition von Geschwindigkeiten und Fizeau-Experiment
- Zeitdilatation
- Doppler-Effekt und Zeitdilatation
- Längenkontraktion
- Aberration
- Kausalität und Signalgeschwindigkeit
- Tensoren
- Relativistische Mechanik
- Elektrodynamik
- Relativistische Quantenmechanik: Klein-Gordon- und Dirac-Gleichung
- Grundzüge der Allgemeinen Relativitätstheorie
Hier sind ein paar Übungsaufgaben.
Hinweis: Ein zusätzlicher Vorlesungstermin wurde am
Donnerstag, dem 10. Juli, 11-13 Uhr eingeschoben.
Letzte Änderung: 18.7.2003.