Teoria pola - opis przedmiotu

Informacje ogólne

Nazwa przedmiotu	Teoria pola
Kod przedmiotu	13.2-WF-FizD-TP- 17
Wydział	Wydział Fizyki i Astronomii
Kierunek	Fizyka
Profil	ogólnoakademicki
Rodzaj studiów	drugiego stopnia z tyt. magistra
Semestr rozpoczęcia	semestr zimowy 2017/2018

Informacje o przedmiocie

Semestr	4
Liczba punktów ECTS do zdobycia	4
Typ przedmiotu	obowiązkowy
Język nauczania	polski
Sylabus opracował	dr hab. Maria Przybylska, prof. UZ

Formy zajęć

Forma zajęć	Liczba godzin w semestrze (stacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne)	Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne)	Forma zaliczenia
Wykład	30	2	-	-	Egzamin
Ćwiczenia	30	2	-	-	Zaliczenie na ocenę

Cel przedmiotu

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z formalizmem szczególnej i ogólnej teorii względności, podobieństwami i różnicami między nimi oraz ich zastosowaniami do opisu pewnych zjawisk fizycznych i astronomicznych.

Wymagania wstępne

Analiza matematyczna I i II, metody matematyczne fizyki, metody algebraiczne i geometryczne w fizyce

Zakres tematyczny

- Czasoprzestrzeń Arystotelesa, Galileusza i Newtona: pojęcie układu inercjalnego, absolutny i względny charakter czasu i odległości przestrzennej między zdarzeniami, geometria czasoprzestrzeni. Zasady względności: Galileusza i Einsteina. Postulaty Einsteina.

- Transformacja Lorentza. Składanie prędkości, stałość prędkości światła w różnych układach inercjalnych, dylatacja czasu i względność równoczesności, kontrakcja odległości.

- Czasoprzestrzeń szczególnej teorii względności: zdarzenia, linia świata cząstki, stożek świetlny, interwał czasoprzestrzenny, klasyfikacja interwałów, związki przyczynowe między zdarzeniami, czterowektory.

- Czasoprzestrzeń ogólnej teorii względności, relacje między czasoprzestrzeniami ogólnej i szczególnej teorii względności, lokalne układy inercjalne.

- Zasady: równoważności, względności, minimalnego sprzężenia grawitacyjnego i korespondencji.

- Dewiacja geodezyjna i równania Einsteina w pustej przestrzeni. Newtonowska granica równań geodezyjnych.

- Tensory energii i pędu.

- Równania Einsteina.

- Struktura równań Einsteina i ich ogólne własności.

- Rozwiązanie Schwarzschilda.

Metody kształcenia

Wykład konwencjonalny ilustrowany przykładami zastosowania formalizmu do układów fizycznych i astronomicznych.

Ćwiczenia rachunkowe, w ramach, których studenci analizują i rozwiązują zadania ilustrujące treść wykładu.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład: Test pisemny; Warunek zaliczenia - pozytywna ocena z testu.

Ćwiczenia: Kolokwium pisemne. Warunek zaliczenia – pozytywne zaliczenie kolokwium.

Przed przystąpieniem do zaliczenia wykładu student musi uzyskać zaliczenie z ćwiczeń.

Ocena końcowa: średnia ważona ocen zaliczenia wykładu (60%) i zaliczenia ćwiczeń (40%).

Literatura podstawowa

[1] W. A. Ugarow, Szczególna teoria względności, PWN, Warszawa 1985.

[2] J. Foster, J. D. Nightingale, Ogólna teoria względności, PWN, Warszawa 1985.

[3] J. B. Hartle, Grawitacja, Wprowadzenie do ogólnej teorii względności Einsteina, Wydawnictwo Uniwerystetu Warszawskiego, 2010.

[4] L. D. Landau, J. M Lifszyc, Teoria pola, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.

[5] R. D'Inverno, Introducing Einstein's relativity, Claredon Press, Oxford 1998.

[6] M. P. Hobson, G. Efstathiou, A. N. Lasenby, General relativity: an introduction for physicists, Cambridge University Press, Cambridge 2006.

Literatura uzupełniająca

[1] B. F. Schutz, Wstęp do ogólnej teorii względności, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.

Uwagi

Zmodyfikowane przez prof. dr hab. Mirosław Dudek (ostatnia modyfikacja: 01-10-2017 20:50)