Suhteellisuusteorian perusteet

Kevät 2014

Tulokset

Koe on arvosteltu, tarkasta pisteesi tästä. Koepisteet voivat olla suuremmat kuin tehtäväpisteiden summa. Tämä johtuu ylimääräisestä pisteestä, jonka sai antamalla palautteen.

Palaute

Kurssin palaute jätettiin www-lomakkeen kautta. Palauteaika on päättynyt.

Luennot / Harjoitukset

Kurssilla on kaksi kahden tunnin luentoa viikossa ja laskuharjoituksia on kaksi tuntia viikossa (kuusi suomenkielistä ryhmää ja yksi ruotsinkielinen ryhmä). Luennot ovat maanantaisin ja tiistaisin kello 12-14 salissa D101. Ensimmäinen luento on maanantaina 13.1.2013 ja ensimmäiset laskuharjoitukset ovat 20. ja 21.1.. Laskuharjoituksiin ilmoittaudutaan ensimmäisellä luennolla ja ryhmäjako tulee samalla viikolla.


Luennot: Syksy Räsänen, huone C326 (puhelin 191 51012)
Laskuharjoitukset: Hannu Nyrhinen, huone A314 (puhelin 191 50544)
Anna-Stiina Suur-Uski, huone C329 (puhelin 191 50674)
Alex Westström (svenskspråkig assistent)
Jussi Väliviita, huone A329 (puhelin 191 50525)
Sähköpostiosoitteet ovat muotoa etunimi.sukunimi@helsinki.fi.

Kurssikuvaus

Kurssilla käydään kvantitatiivisesti läpi suppean suhteellisuusteorian perusteet sekä yleisen suhteellisuusteorian perusteita semikvantitatiivisesti tai kvalitatiivisesti sekä kosmologiaa jonkin verran kvantitatiivisesti. Kurssilla käsitellään seuraavia aiheita.


Suppeaa suhteellisuusteoriaa
Perusta: Suhteellisuusperiaate, Lorentzin muunnos.
Kausaliteetti, nopeuksien yhteenlasku, lipputankoparadoksi, kelloparadoksi.
Neliulotteinen aika-avaruus
Relativistinen dynamiikka (peruslait, E=mc2, fotonit, Dopplerin ilmiö)
Hiukkaskinematiikkaa (periaatteet ja esimerkkejä)

Yleistä suhteellisuusteoriaa
Perusta: Gravitaatio aika-avaruuden kaarevuutena, metriikka
 Schwarzschildin metriikka ja mustat aukot, gravitaatiopunasiirtymä
Valon taipuminen, gravitaatiolinssit ja gravitaatioaallot
Kosmologiaa
Maailmankaikkeuden laajeneminen, alkuräjähdys
Maailmankaikkeuden geometria
Valon kulku maailmankaikkeudessa, kosmologinen horisontti
Pimeä aine ja pimeä energia

Kurssi noudattelee URSAn julkaisemaa Kari Enqvistin kirjaa "Johdatus suhteellisuusteoriaan". Myös Kenneth Kranen kirja "Modern Physics" saattaa olla hyödyllinen (siitä on apua myös jatkokurssilla Kvanttifysiikan perusteet). Jotain iloa saattaa olla myös Maalammen ja Perkon vanhasta teoksesta "Lyhyt modernin fysiikan johdatus".

Laskuharjoitukset

Laskuharjoitustilaisuudet

Lisäksi torstaisin kello 11 alkaen assistentit päivystävät Physicumin kahviossa ja 3. krs hiekkalaatikolla. (Tämä ei tarkoita, ettei muina aikoina saisi tulla kyselemään!)

Ryhmäjako

Tarkasta pisteesi.

Laskuharjoitukset ilmestyvät tänne viimeistään laskuharjoitustilaisuutta edeltävän viikon maanantaina.

Tehtävät käsitellään laskuharjoitustilaisuudessa. Laskettuja tehtäviä ei palauteta etukäteen. Laskuharjoitustilaisuudessa kurssilaiset merkitsevät kiertävään listaan rastin niiden tehtävien kohdalle, jotka uskovat tehneensä niin hyvin, että voivat ne pyydettäessä esittää. Laskuharjoituspisteet (joiden osuus kurssin kokonaispisteistä on 25%) määräytyvät näiden rastien perusteella.

Lopputenttiin osallistumisen edellytyksenä on se, että on tehnyt vähintään 25% laskuharjoitustehtävistä.


Harjoitus 1 (suomeksi) Räkneövning 1 (på svenska)

Harjoitus 2 (suomeksi) Räkneövning 2 (på svenska)

Harjoitus 3 (suomeksi) Räkneövning 3 (på svenska)

Harjoitus 4 (suomeksi) Räkneövning 4 (på svenska)

Harjoitus 5 (suomeksi) Räkneövning 5 (på svenska)

Harjoitus 6 (suomeksi) Räkneövning 6 (på svenska)

Luentomoniste

Luentomonisteet ilmestyvät tänne luentojen jälkeen. Luentomoniste yksinään ei ole tarkoitettu kurssimateriaaliksi, ne toimivat luentojen tukena, ja lisäksi kannattaa lukea oppikirjaa. Luentomonisteessa on kyllä toisinaan asioita, joita kirjassa ei ole.

Luentomoniste, osa 1 (kokonainen)

Luentomoniste, osa 2 (kokonainen)

Luentomoniste, osa 3 (kokonainen)

Luentomoniste, osa 4 (kokonainen)

Loppukoe

Kurssin loppukoe on keskiviikkona 5.3. kello 13.00-17.00 Exactumin salissa A111.

Kurssin pisteistä 25% tulee laskuharjoituksista ja 75% loppukokeesta.

Loppukokeeseen osallistumisen edellytys on se, että on tehnyt vähintään 25% harjoitustehtävistä.

Loppukoe on mahdollista uusia, jos saa kurssin suorituksesta tenttioikeuden (tyypillisesti tämä edellyttää vähintään 25%:a kokonaispisteistä).

Uusitun suorituksen yhteydessä laskuharjoituspisteillä ei ole enää merkitystä, arvosana määräytyy kokonaan tentin perusteella.

Mikäli on loppukoepäivänä estynyt, on mahdollista sopia kokeen suorittamisesta myöhemmin laitostentin yhteydessä (tällöin laskuharjoitukset otetaan huomioon tavalliseen tapaan). Asiasta pitää sopia ennen loppukokeen pitämistä. Kokeeseen saapumatta jättäminen katsotaan hylätyksi suoritukseksi.