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Modulhandbuch ab 2016

Modul MA4802-KP05

Relativitätstheorie (RelaThKP05)

Dauer:


1 Semester
Angebotsturnus:


Alle zwei Jahre
Leistungspunkte:


5
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Master Mathematik in Medizin und Lebenswissenschaften 2016 (Wahlpflicht), Mathematik, 1., 2. oder 3. Fachsemester
  • Bachelor Mathematik in Medizin und Lebenswissenschaften 2016 (Wahl), Mathematik, 5. oder 6. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • MA4802-V: Relativitätstheorie (Vorlesung, 2 SWS)
  • MA4802-Ü: Relativitätstheorie (Übung, 1 SWS)
Workload:
  • 30 Stunden Eigenständige Projektarbeit
  • 45 Stunden Präsenzstudium
  • 60 Stunden Selbststudium
  • 15 Stunden Prüfungsvorbereitung
Lehrinhalte:
  • Teil A, Spezielle Relativitätstheorie:
  • Klassischer Raum-Zeit-Begriff und Newtonsche Gesetze
  • Elektrodynamik, Lorentz- und Minkowsky-Geometrie
  • Hyperbolische Geometrie und Trigonometrie
  • Zeitartig und raumartig im Lichtkegel
  • Relativistische Kinematik
  • Gleichzeitigkeit und Geschwindigkeitsaddition
  • Längenkontraktion und Zeitdilatation
  • Zwillingsparadoxon
  • Masse und Energie relativistisch
  • Teil B, Allgemeine Relativitätstheorie:
  • Vierdimensionaler Ereignisraum als Mannigfaltigkeit
  • Christoffelsymbole, Krümmungstensor, kovariante Ableitung
  • Kopplung von Materie und Feldern mit der Geometrie durch die Einstein-Gleichung
  • Äquivalenz von schwerer und träger Masse
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Erfahrungen mit Konzepten und Gewinnung von Kompetenzen zur speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie
  • Vertiefung des mathematischen und physikalischen Hintergrundes
  • Erfahrungen in der Nutzung von Mathematica auf diesem Gebiet
  • Kompetenzen in der selbstständigen Lösung von Aufgaben zur Relativitätstheorie
  • Erfahrungen in der themenbezogenen Projektarbeit
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Übungsaufgaben, Projekt sowie mündliche Prüfung oder Klausur
Modulverantwortlicher:
Lehrende:
Literatur:
  • Baumann, G.: Mathematica for Theoretical Physics. Part 1: Classical Mechanics and Nonlinear Dynamics. Part 2: Electrodynamics, Quantum Mechanics, General Relativity, and Fractals - Springer 2005
  • Goenner, H.: Spezielle Relativitätstheorie und die klassische Feldtheorie - Spectrum 2003
  • Gray A., Abbena, E. and Salomon, S.: Modern Differential Geometry of Surfaces with Mathematica. Studies in Advanced Mathematics - Chapman and Hall 2006
  • Haken, H. und Wolf, H. Ch.: Atom- und Quantenphysik. Einführung in die experimentellen und theoretischen Grundlagen - Springer 2003
  • Hawking, S. W. and Ellis, G. F. R.: The large scale structure of space-time - Cambridge Monographs on Mathematical Physics 1973, 2006
  • Helgason, S.: Differential Geometry, Lie Groups and Symmetric Spaces. Graduate Studies in Mathematics - American Mathematical Society 1978, 2001
  • Kobayashi, S. and Nomizu, K.: Foundations of Differential Geometry I, II - Interscience Publishers 1963
  • Schröder, U. E.: Gravitation. Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie - Harri Deutsch 2007
  • Weber, H. J. und Arfen, G. B.: Essential Mathematical Methods for Physics - Elsevier 2004
  • Weil, H.: Raum - Zeit - Materie. Vorlesungen über allgemeine Relativitätstheorie - Springer 1923
  • Wald, R. M.: General Relativity - The University of Chicago Press 1984
Sprache:
  • Wird nur auf Deutsch angeboten
Bemerkungen:

Prüfungsvorleistungen können zu Beginn des Semesters festgelegt werden. Sind Vorleistungen definiert, müssen diese vor der Erstprüfung erbracht und positiv bewertet worden sein.

Letzte Änderung:
17.7.2019