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06348


Physik (Master) Wintersemester 2009/2010
06348 Allgemeine Relativitätstheorie [V]
   
Dozent Ingold G.-L.
Dauer 4 SWS
Studiensemester 0
Schein Ja (8 LP)
Termin Do, 8:15 - 9:45, 2002/T
Fr, 8:15 - 9:45, 1003/T
Beginn 19.10.2009
Inhalt Diese Vorlesung gibt eine Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie. Dabei werden unter anderem die mathematischen Methoden zur Beschreibung gekrümmter Räume eingeführt, spezielle Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen und ihre experimentelle Relevanz betrachtet.

Die vorgesehenen Themenbereiche umfassen:

  • Äquivalenzprinzip
  • Bewegung in gekrümmten Räumen (metrischer Tensor, ko- und kontravariante Vektoren, Tensoren, freies Teilchen in gekrümmten Koordinaten)
  • Schwarzschildmetrik (Bewegung im Gravitationsfeld, nichtrelativistische Näherung)
  • Konsequenzen der gekrümmten Geometrie im Sonnensystem (Spektralverschiebung, Periheldrehung, Lichtablenkung, Radarechoverzögerung)
  • Paralleltransport und kovariante Ableitung
  • Geodätische Präzession
  • Riemannscher Krümmungstensor und Ricci-Tensor (geodätische Abweichung, Paralleltransport und Krümmung)
  • Energie-Impuls-Tensor
  • Einsteinsche Feldgleichung
  • Schwarzschildlösung in verschiedenen Koordinaten
  • Gravitationswellen
Falls es die Zeit erlaubt, werden noch einfache Anwendungen in der Kosmologie diskutiert.

Begleitend 06349
Vorkenntnisse Vorausgesetzt werden Kenntnisse der Theoretischen Physik und Mathematik, wie sie üblicherweise in einem Bachelorstudiengang Physik oder einem Bachelorstudiengang Mathematik mit Nebenfach Physik erworben werden.

Benötigt werden inbesondere die Mechanik in Newtonscher und Lagrangescher Formulierung, spezielle Relativitätstheorie, die relativistische Formulierung der Elektrodynamik sowie elementare Kenntnisse der Tensorrechnung. Weitergehende mathematische Methoden werden im benötigten Umfang in der Vorlesung besprochen.

Literatur
  • J. Foster, J. D. Nightingale, A short course in general relativity (Springer, 1995)
    Dieses Buch passt in Stoffauswahl und Präsentation sehr gut zu dieser Vorlesung.
  • H. Stephani, Allgemeine Relativitätstheorie (Wiley-VCH, 1991)
    Eines von einer ganzen Reihe von Lehrbüchern zur Allgemeinen Relativitätstheorie, die in der Bibliothek zu finden sind und je nach Vorkenntnissen und Interessen ausgewählt werden sollten.
  • C. W. Misner, K. S. Thorne, J. A. Wheeler, Gravitation (Freeman, 1973)
    Ein Klassiker mit fast 1300 Seiten Umfang
  • S. Carroll, Lecture Notes on General Relativity
    Frei im WWW verfügbare Vorlesungsnotizen, die in überarbeiteter und erweiterter Form unter dem Titel Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relativity in Buchform erschienen sind.
Weitere Informationen Modul- und Anrechnungsinformationen:

Leistungspunkte werden durch Bestehen einer halbstündigen mündlichen Prüfung erworben. Hierzu ist eine Anmeldung in STUDIS erforderlich. Weitere Details werden in der Vorlesung bekannt gegeben.

  • Im Masterstudiengang Physik entspricht diese Veranstaltung dem Modul MaPhy-25-04 mit 8 LP.
  • Im Diplomstudiengang Physik kann diese Veranstaltung als Bestandteil des Faches "Feldtheorie und Gravitation" im physikalischen Wahlpflichtfach gewählt werden.
  • Im Diplomstudiengang Mathematik ist die Vorlesung im Rahmen des Anwendungsfachs Physik wählbar und gibt 10 LP.
  • Im Masterstudiengang Mathematik ist die Vorlesung im Rahmen des Nebenfachs Physik wählbar und gibt 9 LP.
  • Im Diplomstudiengang Informatik ist die Vorlesung im Anwendungsfach Physik als theoretische Spezialvorlesung mit 10 LP wählbar.
  • Im Diplomstudiengang Angewandte Informatik kann diese Vorlesung im Rahmen des Anwendungsfachs Physik als theoretische Spezialvorlesung gewählt werden.
Sie können sich für diese Veranstaltung in Digicampus (www.digicampus.de) registrieren und haben dann Zugriff auf aktuelle Informationen zur Vorlesung, auf eventuell verfügbare Materialien zum Herunterladen usw.