480-4002/01 – Fundamentální principy fyziky II (FPFII)
Garantující katedra | Katedra fyziky | Kredity | 3 |
Garant předmětu | Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa | Garant verze předmětu | Doc. Dr. RNDr. Petr Alexa |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
Ročník | | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | USP, FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské, magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
1. Představit relativistickou mechaniku v její speciální i obecné formulaci
2. Na vybraných příkladech demonstrovat některé její zajímavé důsledky.
3. Seznámit se se základy speciální teorie relativity a formulací fyzikálních zákonů ve 4-rozměrném Minkowskiho prostoročase.
Vyučovací metody
Přednášky
Semináře
Anotace
Teorie relativity patří mezi základní pilíře moderní fyziky a společně s kvantovou teorií pomáhá vytvářet současný fyzikální obraz světa. V přednášce se seznámíme s jejími výchozími představami a nutnými důsledky relativistického popisu zejména mechanických dějů. První část přednášky je věnována popisu z pohledu inerciálních soustav (speciální teorie relativity), ve druhé se pak zaměříme na obecný popis z pohledu neinerciálních soustav, jehož hlavním důsledkem je zcela nový pohled na gravitaci (obecná teorie relativity).
Povinná literatura:
J. Horský, J. Novotný – Mechanika ve fyzice, Academia, Praha, 2001
H. Stephani: Relativity: An Introduction to Special and General Relativity, 3rd ed. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2004.
R. d’Inverno: Introducing Einstein’s Relativity. Oxford Univ. Press, Oxford 1992.
B. Schutz: A First Course in General Relativity, 2nd ed. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2009.
Doporučená literatura:
J. B. Hartle: Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity. Addison-Wesley 2003.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Aktivní vzájemná komunikace se studenty na cvičeních.
E-learning
Další požadavky na studenta
Povinná aktivní účast na cvičeních.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Principy speciální teorie relativity, Lorentzovy transformace a jejich důsledky.
2. Geometrizace fyziky, Minkowskiho prostoročas, kauzální struktura prostoročasu.
3. Princip nejmenší akce v relativistické mechanice, kovariantní formulace relativistické mechaniky a elektrodynamiky, tenzor energie-hybnosti a zákony zachování.
4. Výchozí principy obecné teorie relativity, OTR jako teorie gravitace, gravitace jako zakřivení prostoročasu a důsledky takového popisu.
5. Pohyb testovací částice, rovnice geodetiky. Riemannův tenzor křivosti a jeho vlastnosti.
6. Einsteinovy rovnice gravitačního pole, newtonovská limita.
7. Prostoročas v okolí statického sférického tělesa, pohyb částic a fotonů ve Schwarzschildově prostoročase. Klasické testy OTR (precese perihelia Merkura, ohyb světelných paprsků v okolí Slunce, zpožďování radarových signálů).
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.