Szemléletes relativitáselmélet

A tantárgy angol neve: Illustrative Relativity

Adatlap utolsó módosítása: 2015. március 26.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Szabadon választható tárgy az egyetem bármely hallgatója számára.
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
TE11AX38   2/0/0/v 2  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bokor Nándor,
A tantárgy tanszéki weboldala http://fizipedia.bme.hu/index.php/Szeml%C3%A9letes_relativit%C3%A1selm%C3%A9let_-_szabadon_v%C3%A1laszthat%C3%B3_tant%C3%A1rgy
4. A tantárgy előadója Dr. Bokor Nándor
7. A tantárgy célkitűzése A cél: a hallgatókat szemléletes, érdekes példák segítségével megismertetni a speciális és általános relativitáselmélet alapjaival.
8. A tantárgy részletes tematikája

A sík téridő geometriája. A fénysebesség állandóságának csillagászati bizonyítékai.

Speciális relativitáselmélet (események, idődilatáció, hosszkontrakció, Doppler-effektus, impulzus- és energiamegmaradás) geometriai diagramokkal. Relativisztikus rakéta. 3D pálcikamodell a Wigner-rotáció és a Thomas-precesszió megértéséhez.

Paradoxonok: Ikerparadoxon-változatok (azonos gyorsulású ikrek, ikerparadoxon videóüzenettel). Pajta-pózna paradoxon. Relativisztikus Zénó és teknősbéka. A felhajtóerő paradoxona.

Látható-e a hosszkontrakció? Legfeljebb milyen hosszú lehet egy gyorsuló űrhajó? Hány év alatt tudnánk kényelmesen eljutni a látható világegyetem határáig? Lucky Luke és a tachyon-antitelefon.

A gravitációról newtoni és einsteini szemmel. Létezik-e a gravitációs erő? A gravitációs és az elektromos kölcsönhatás közötti analógia. (A "negatív tömeg" teljesen analóg lenne a negatív töltéssel?) A gravitációs vöröseltolódásról egyszerűen.

Vektorok párhuzamos eltolása. Görbült felületek, görbült téridő. A délirányt jelző kordé. Mi a különbség egy keleti és egy északi irányt tartó hajó között?A metrika. Álló és forgó fekete lyukak. A "Csillagok között" (Christopher Nolan, 2014) fizikája. A Merkúr perihélium-vándorlása. Mi lenne a GPS-ből relativitáselmélet nélkül? A geodetikus egyenlet és az Einstein-egyenlet jelentése. Gravitációs hullámok: miért mutathatók ki fénysugarakkal?

A táguló világegyetem. Miről szól a Hubble-törvény?

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) heti 2 óra előadás
10. Követelmények

Szorgalmi időszakban: szorgalmi házifeladatok beadása, amelyek alapján megajánlott jegy szerezhető.

Vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga. 

11. Pótlási lehetőségek TVSZ szerint.
12. Konzultációs lehetőségek Az előadóval megbeszélt időpontokban.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Ajánlott könyvek:

1. S. Bais: A Very Special Relativity, Harvard University Press 2007.

2. E. F. Taylor – J. A. Wheeler: Téridőfizika, Typotex 2006.

3. Hraskó P.: A relativitáselmélet alapjai, Typotex 2009.

4. E. F. Taylor – J. A. Wheeler: Exploring Black Holes, Addison Wesley Longman 2000.

5. T. Moore: A General Relativity Workbook, Univ Science Books 2012.

6. K. Thorne: The Science of Interstellar, W. W. Norton & Co. 2014.

A fenti könyveken kívül az ajánlott irodalomhoz tartoznak a http://fizipedia.bme.hu/index.php/Szeml%C3%A9letes_relativit%C3%A1selm%C3%A9let_-_szabadon_v%C3%A1laszthat%C3%B3_tant%C3%A1rgy honlapon "Kiegészítő anyagok" címszó alatt található cikkek.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra28
Félévközi készülés órákra10
Felkészülés zárthelyire0
Házi feladat elkészítése12
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
Vizsgafelkészülés10
Összesen
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Bokor Nándor