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Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie für Bachelorstudenten

  • Textbook
  • © 2016

Overview

Authors:
  1. Reinhard Meinel

    1. Physikalisch-Astronomische Fakultät, Friedrich-Schiller-Universität Jena , Jena, Germany

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  • Bietet eine einmalige Einführung in die SRT und ART speziell für den Bachelor
  • Ergänzt durch Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen
  • Basiert auf einer Lehrpreis-prämierten Vorlesung
  • Includes supplementary material: sn.pub/extras

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Table of contents (20 chapters)

  1. Front Matter

    Pages i-ix
    Download chapter PDF

  2. Spezielle Relativitätstheorie (SRT)

    1. Front Matter

      Pages 1-1
      Download chapter PDF

    2. Einführung

      • Reinhard Meinel
      Pages 3-9

    3. Der Minkowski-Raum – die Raumzeit der SRT

      • Reinhard Meinel
      Pages 11-25

    4. Lorentz-Transformationen

      • Reinhard Meinel
      Pages 27-39

    5. Vierervektoren und Vierertensoren

      • Reinhard Meinel
      Pages 41-52

    6. Relativistische Punktmechanik

      • Reinhard Meinel
      Pages 53-66

    7. Andere Teilgebiete der Physik im Rahmen der SRT

      • Reinhard Meinel
      Pages 67-80

  3. Allgemeine Relativitätstheorie (ART)

    1. Front Matter

      Pages 81-81
      Download chapter PDF

    2. Grundideen

      • Reinhard Meinel
      Pages 83-89

    3. Geometrie der Raumzeit

      • Reinhard Meinel
      Pages 91-106

    4. Physik in der gekrümmten Raumzeit

      • Reinhard Meinel
      Pages 107-121

    5. Die Einstein’schen Feldgleichungen

      • Reinhard Meinel
      Pages 123-133

    6. Der Newton’sche Grenzfall

      • Reinhard Meinel
      Pages 135-142

    7. Die Schwarzschild-Lösung

      • Reinhard Meinel
      Pages 143-152

    8. Die klassischen Effekte der ART

      • Reinhard Meinel
      Pages 153-169

    9. Kugelsymmetrische Sternmodelle

      • Reinhard Meinel
      Pages 171-184

    10. Die Schwarzschild-Lösung als Schwarzes Loch

      • Reinhard Meinel
      Pages 185-195

    11. Das Wirkungsprinzip der ART

      • Reinhard Meinel
      Pages 197-208

    12. Ausblick

      • Reinhard Meinel
      Pages 209-215
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Keywords

About this book

Das vorliegende Buch bietet eine gut verständliche Einführung in die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie und zeigt einen Weg auf, wie beide Themen standardmäßig in das Bachelorstudium der Physik integriert werden können. Damit richtet es sich in erster Linie an Studenten beziehungsweise Dozenten der Physik einschließlich des Physik-Lehramtes. Dank der zahlreichen Übungsaufgaben mit ausführlich dargestellten Lösungen ist es auch zum Selbststudium geeignet, wobei lediglich Grundkenntnisse der klassischen Mechanik und der Elektrodynamik sowie der zugehörigen mathematischen Hilfsmittel vorausgesetzt werden.


Die ersten beiden Teile dieses Buches basieren auf der Vorlesung zur Relativitätstheorie, die der Autor seit 2007 regelmäßig und mit großem Erfolg für Bachelorstudenten der Physik in Jena anbietet. Darin werden die Grundlagen der SRT (Lorentz-Transformationen, Vierervektoren, relativistische Punktmechanik) und der ART (Krümmung der Raumzeit, Einstein’sche Feldgleichungen, Schwarzschild-Lösung) behandelt. Im dritten Abschnitt werden als „Ergänzungen für Fortgeschrittene“ mathematische Methoden dargestellt, die unter anderem eine systematische Lösung des Randwertproblems der Einstein-Maxwell-Gleichungen für ein stationäres Schwarzes Loch gestatten. Auf diese Weise wird – erstmals in einem Lehrbuch – eine physikalische Herleitung der berühmten Kerr-Newman-Lösung gegeben.

Authors and Affiliations

  • Physikalisch-Astronomische Fakultät, Friedrich-Schiller-Universität Jena , Jena, Germany

    Reinhard Meinel

About the author

Reinhard Meinel (geb. 1958) hat in Jena Physik studiert und wurde dort 1984 promoviert. Nach zweijähriger Arbeit in der Mikroelektronikindustrie in Dresden und fünfjähriger astrophysikalischer Forschung in Potsdam kehrte er 1991 an die Friedrich-Schiller-Universität Jena zurück, wo er sich 1992 habilitierte, Mitglied einer Max-Planck-Arbeitsgruppe war und seit 1999 als Professor für theoretische Physik tätig ist. Seine Forschungsinteressen liegen hauptsächlich auf den Gebieten der Gravitationstheorie und der relativistischen Astrophysik.


Bibliographic Information

  • Book Title: Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie für Bachelorstudenten

  • Authors: Reinhard Meinel

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-49856-9

  • Publisher: Springer Spektrum Berlin, Heidelberg

  • eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)

  • Copyright Information: Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016

  • eBook ISBN: 978-3-662-49856-9Published: 18 July 2016

  • Edition Number: 1

  • Number of Pages: IX, 316

  • Number of Illustrations: 40 b/w illustrations

  • Topics: Classical and Quantum Gravitation, Relativity Theory

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