Klassisk mekanikk og spesiell relativitetsteori

Undervisningssemester

Vår

Undervisningsstad

Bergen

Mål og innhald

Emnet skal gi en forståelse av Lagrange- og Hamilton-formalismene av klassisk mekanikk, så vel som deres anvendelse på både ikke-relativistiske og relativistiske systemer. Emnet gir en presis introduksjon til spesiell relativitetsteori. Tema inkluderer sentralkraftsproblemet, stiv legemsbevegelse, relativistisk elektrodynamikk, så vel som ikke-lineær dynamikk og kaos. Betydningen av symmetrier for å finne konserverte mengder blir vektlagt. Forelesningen gir grunnleggende kunnskaper som er relevante for en rekke emner som statistisk fysikk, kvantemekanikk, feltteori og generell relativitetsteori.

Læringsutbyte

Studenten skal ved avslutta emne ha fylgjande læringsutbyte definert i kunnskapar, ferdigheiter og generell kompetanse:

Kunnskapar

Studenten

• kan forklare og sammenligne Lagrange- og Hamilton-formalismene av klassisk mekanikk
• kan utlede Keplers lover
• kan forklare bevegelsen av en snurrebass
• kan forklare de fundamentale begrepene i spesiell relativitetsteori og hvordan Lorentztransformasjoner utføres
• kjenner til den relativistiske notasjonen for 4-vektorer og tensorer
• kan forklare den relativistiske formuleringen av Maxwells ligninger og Lorentz-kraften
• kan forklare fremveksten av kaos i dynamiske systemer

Ferdigheiter

Studenten

• greier å bestemme Lagrange og Hamiltons funksjoner til et fysikalsk system
• beherskar utledningen av bevegelsesligningene fra disse funksjonene
• kan løse bevegelsesligningene for enkle system
• kan bestemme tregheetsmomentene til et stivt legeme
• kan identifisere symmetrier og utlede de tilsvarende bevaringslover
• behersker regningen på problemer med relativistisk kinematikk og bevaringslover

Generell kompetanse

Studenten

• kan modellere fysiske systemer ve dbruk av abstrakte størrelser
• kan oppnå en kvalitetiv forståelse for løsningene av et problem uten detaljert beregning
• er komfortabel med å presentere berekningar til kollegaer

Krav til forkunnskapar

Ingen

Tilrådde forkunnskapar

PHYS118 og PHYS113

Studiepoengsreduksjon

MAT251 5 studiepoeng

Krav til studierett

For oppstart på emnet er det krav om ein studierett knytt til Det matematisk-naturvitskaplege fakultet, samt at du oppfyller eventuelle opptakskrav

Arbeids- og undervisningsformer

Undervisninga gis i form av førelesningar og kollokvier

Forelesning / 4 timar pr. veke

Kollokvium / 2 timar pr. veke

Obligatorisk undervisningsaktivitet

To obligatoriske innleveringar. Godkjente laboratorieoppgåver er gyldig i 6 påfølgjande semester etter godkjenninga.

Vurderingsformer

I emnet nyttar ein følgjande vurderingsformer: Skriftleg digital skuleeksamen 5 timar.

Hjelpemiddel til eksamen

Enkel kalkulator i samsvar med mdell oppført i fakultetet sine reglar, matematisk formelsamling og 5 A4 sider med eigne notatar.

Karakterskala

Ved sensur av emnet vert karakterskalaen A-F nytta.

Vurderingssemester

Det er ordinær eksamen kvart semester. I semester utan undervisning er eksamen tidleg i semesteret.

Litteraturliste

Litteraturlista vil vere klar innan 1. juni for haustsemesteret og 1 desember for vårsemesteret.

Emneevaluering

Studentane skal evaluere undervisninga i tråd med UiB og instituttet sitt kvalitetssikringssystem.

Programansvarleg

Programastyret har ansvar for fagleg innhald og oppgybbing av studiet og for kvaliteten på studieprogrammet og alle emna der.

Emneansvarleg

Emneansvarle og administrativ kontaktperon finn du på Mitt UiB, kontakt eventuelt studieveileder@ift.uib.no

Administrativt ansvarleg

Det matematisk-naturvitskaplege fakultet ved Institutt for fysikk og teknologi har det administrative ansvaret for emnet og studieprogrammet.