Introductory Relativity Theory

Einsteins relativitetsteori består av två delar, dels den speciella relativitetsteorin vars formulering och viktigaste resultat behandlas i denna kurs, och dels den allmänna relativitetsteorin som bara nämns kort i kursen och som handlar om gravitationslagen. Den speciella relativitetsteorin leder till nya sätt att se på de grundläggande begreppen rum och tid, vilket leder till en drastisk revision av centrala delar av Newtons klassiska fysik. Den klassiska fysikens syn på tid och rum diskuteras, och specifikt demonstreras hur den klassiska fysikens formulering leder till fel vid hastigheter nära ljushastigheten. Vidare formuleras den speciella relativitetsteorins grundantagande att ljushastigheten i vakuum är en konstant, ett antagande som får mycket långtgående konsekvenser. Den experimentella grunden för relativitetsteorin diskuteras. De viktigaste resultaten inom relativitetsteorin behandlas: tidsdilatation, längkontraktion, samtidighet, relativistisk dopplereffekt, samt tvillingparadoxen och andra paradoxer. Vidare diskuteras relativitetsteorins utvidgning av den klassiska mekaniken, samt Einsteins berömda formel E=mc^2. Matematisk behandling av koordinattransformationer (lorentztransformationen) och rumtidsdiagram ingår, samt relativistiska kollisioner och sönderfall. I kursen ingår många viktiga praktiska tillämpningar och fenomen där relativitetsteorin spelar en avgörande roll, såsom upprätthållande av en tidsstandard med atomklockor, GPS systemet, skapande av nya partiklar såsom higgspartikeln vid CERN och villkor för mänskliga rymdfärder. Undervisning Kursen ges i form av en internetbaserad distanskurs med läsavsnitt, förklarande videoexempel, interaktiva problem samt examinationsuppgifter. Via kursens hemsidor kommer lärare att kunna nås för frågor och handledning.