TU Wien:Relativitätstheorie - allgemeinverständlich VO (Balasin)

Daten

Vortragende	Privatdozent Balasin
ECTS	3
Alias	Relativity for the non-specialist (en)
Letzte Abhaltung	2024S
Mattermost	relativitaetstheorie-allgemeinverstaendlich • Register • Mattermost-Infos
Links	tiss:136009

Zuordnungen

Katalog Transferable Skills

Inhalt

1. Spezielle RT: Raum-Zeit-Begriff, von Newton zu Einstein
2. Äquivalenzprinzip, Raum-Zeit-Bild: Spez. RT -> Allg. RT, Gravitation als Eigenschaft der Raumzeit (keine Kraft)
3. Schwarzschild-Geometrie: 1916 (1964 Kruskal: Beschreibung schwarzer Löcher)
4. Kosmologie: Homogenität, Isotropie -> Friedman-Robertson-Walker-Modell (im SS07 nicht behandelt)

TU Wien:Relativitätstheorie - allgemeinverständlich VO (Balasin)/Zusammenfassung

Ablauf

8 Vorlesungen zu je 3 akademischen Stunden (die letzte Vorlesung ist gleichzeitig die Prüfung).

Benötigte/Empfehlenswerte Vorkenntnisse

Physik aus der Mittelschule, Mathematik 1 und Mathematik 2 für Differentialgleichungen, Vektor- und Matrizen-Berechnungen und Co.

Vortrag

Der Vortrag schwankt zwischen gut verständlich (Wiederholungen der letzten Stunde) und ohne Physikstudium völlig unverständlich (bei mathematischen Herleitungen). Der Vortragende verwendet oft eine unnötig komplizierte Ausdrucksweise ($\nabla$ statt grad, ...) und scheint zu vergessen, dass sein Publikum nur zum kleinen Teil aus Physikern besteht. Er wirkt aber sehr bemüht, den Stoff gut herüberzubringen; man kann ihn nach der Vorlesung oder per e-Mail fragen, wenn einem etwas nicht klar ist.

Prüfung

Es gibt Sammel- und Einzeltermine. Einen Sammeltermin gibt es am letzten VO-Termin, weitere nach Bedarf. Der Ablauf eines Sammeltermins ist wie folgt: Alle schreiben sich mit Name und Matrikelnummer auf eine Liste, dann werden immer drei Leute, die nacheinander auf der Liste stehen, an die Tafel gerufen. Dann erhält jeder einzeln zwei Fragen, die er an der Tafel (für Zeichnungen) beantworten muss. Die Fragen schwanken zwischen leicht ("Was ist ein Lichtkegel") und schwer (unverständliche Formulierungen, die vom Vortragenden selber korrigiert und präzisiert werden). Die Endbeurteilung ist recht nett: kann man die Fragen hinreichend genau beantworten, gibt es einen 1er und bei Schwächen einen 2er. Weiß man (fast) nichts, muss man sich mit einem 3er begnügen.

Prüfung SS14

Prüfung in letzter VO: ca. 100 Studenten => Prüfung 9:00 - 17:30 Uhr (Also Getränke, Essen und Geduld mitnehmen!), je 2 Studenten (nach div. Anmeldelisten, daher keine Zeitvorplanung möglich, aber Studenten mit dringenden Terminen (Prüfung) zieht er eventuell vor) an der Tafel (für Formeln und Zeichnungen), je (mind.) 2 Fragen, bei ungenügender Leistung (ca. 5 Studenten) kein Zeugnis sondern wiederkommen (wer will), sonst nur Noten 1-3.

Themen:

Newton: 2. Axiom (+ 1. Axiom), Trajektorien (Wurfparabel, Orbit), Gravitationskraft, Bedeutung für ART

Maxwell-Gleichungen: Bedeutung einzelner Therme (Wirbeldichte, Quellen, Senken, ...), Auswirkungen auf SRT ("Äther")

Minkowski-Raumzeit: Grundprinzip (Gleichzeitebenen, Weltlinien, Lichtkegel, Bezugssysteme, ...), Zeitdilatation, Längenkontraktion, Gamma-Faktor, Minkowski-Distanz vs. Euklid.-Distanz, zeit-/raum-/lichtartig (d² >/=/< 0), Geschwindigkeitsaddition, 4er-Geschwindigkeit, Vektor-Berechungen (Einheitsvektoren, Metrik, ...)

ART: geom. Gravitations-"Kraft" (Bezug zu Newton), Raumkrümmung (Großkreis, Gerade (autoparallele, kürzeste Verbindung), Tangente, "parallele" Verschiebung, U<2rPI), Schwarzschild-Membran (kippende Lichtkegel-Flanke)

Literatur

• R. Penrose: The Emperor's New Mind (generelle Einführung in die Physik; RT ab ca. Kapitel 5)
• M. Ludvigsen: General Relativity. A Geometric Approach

Zeitaufwand

Vorlesungsbesuch + Mitschrift vor der Prüfung einmal durchlesen oder sich mit Kollegen zur Diskussion treffen.

Tipps

• Mit dem Kopf gegen die Tischplatte hauen wenn man nichts mehr versteht.
• Dabei Helm tragen.
• VO-Besuch ist zu empfehlen, da es keine Unterlagen gibt. Die mathematischeren Abschnitte kann man für die Prüfung überspringen.
• Vor der Prüfung mit Kollegen die Mitschriften vergleichen und sich ggf. gegenseitig unklare Konzepte erklären.

Verbesserungsvorschläge / Kritik

noch offen

Materialien

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M

• Manuelle Mitschrift.zip (details)

S

• Skriptum 2014SS.pdf (details)

W

• writelatex - Mitschriftsprojekt (details)

Z

• Zusammenfassung
• Zusammenfassung Relativitaetstheorie Allgemeinverstaendlich.pdf (details)