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Allgemeine Relativitätstheorie (PW-GR)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: General Relativity)
(Prüfungsordnungsmodul: Allgemeine Relativitätstheorie)
Modulverantwortliche/r: Klaus Mecke Lehrende:
Klaus Mecke
Startsemester: |
SS 2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
unregelmäßig |
Präsenzzeit: |
90 Std. | Eigenstudium: |
135 Std. | Sprache: |
Deutsch oder Englisch |
Lehrveranstaltungen:
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Allgemeine Relativitätstheorie
(Vorlesung, 3 SWS, Klaus Mecke, Mo, 13:30 - 16:00, HE)
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Übungen Allgemeine Relativitätstheorie
(Übung, 3 SWS, Klaus Mecke, Mi, 12:00 - 14:00, 14:00 - 16:00, 16:00 - 18:00, SR 01.683; Do, 14:00 - 16:00, SR Biologie)
Empfohlene Voraussetzungen:
Die Vorlesung will Grundkenntnisse der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie vermitteln und ihre Implikationen für Kosmologie und einer vereinheitlichten Feldtheorie von Raum, Zeit und Materie darstellen. Sie richtet sich vor allem an Bachelor- und Lehramtstudierende sowie an Masterstudierende, die nicht unbedingt planen, in diese Themenrichtungen einen eigenen Forschungsschwerpunkt zu legen.
Voraussetzungen sind vor allem die Vorlesungen zur Theoretischen Physik I und II, d.h. die Klassische Mechanik und Elektrodynamik. Weder Quantentheorie noch Statistische Physik werden benötigt, dafür aber ein Interesse, sich vertieft mit Differentialgeometrie und Vektoranalysis zu beschäftigen.
Inhalt:
A. Spezielle Relativitätstheorie
Inertialsysteme, Lichtkegel, Relativistische Kinematik
Relativistische Dynamik
Kovariante Formulierung der Elektrodynamik und Quantenmechanik
Relativitäts- und Äquivalenzprinzip
B. Allgemeine Relativitätstheorie
Riemannsche Geometrie, Tensorfelder
Einsteins Feldgleichungen
Energie-Impuls-Tensor
Sphärisch symmetrische Raumzeiten: Schwarzschild- und Reissner-Nordstrom-Lösungen
Räumlich homogene Raumzeiten: Isotrope Friedmann-Robertson-Walker (FRW)-Raumzeiten, (Anti-)de Sitter-Vakuum-Raumzeiten
C. Astrophysik und Kosmologie
Perihelpräzession des Merkurs, Lichtablenkung an der Sonne, gravitative Rotverschiebung
Sternmodelle, Schwarze Löcher und Gravitationskollaps
Gravitationswellen
Kosmologisches Standardmodell
Lernziele und Kompetenzen:
Die Teilnehmer
Die Teilnehmer erwerben Grundkenntnisse der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie und werden in die Lage versetzt, die Implikationen für Kosmologie und einer vereinheitlichten Feldtheorie von Raum, Zeit und Materie zu verstehen.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Physics (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | NatFak | Physics (Master of Science) | Gesamtkonto | Physics elective courses | Allgemeine Relativitätstheorie)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)", "Physik (Bachelor of Science)", "Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science)", "Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Allgemeine Relativitätstheorie (Prüfungsnummer: 71171)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 7.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch
- Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: SS 2022 (nur für Wiederholer)
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