Special Relativity

An Introduction with 200 Problems and Solutions

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Author: Michael Tsamparlis

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3642038379

Category: Science

Page: 595

View: 5762

Writing a new book on the classic subject of Special Relativity, on which numerous important physicists have contributed and many books have already been written, can be like adding another epicycle to the Ptolemaic cosmology. Furthermore, it is our belief that if a book has no new elements, but simply repeats what is written in the existing literature, perhaps with a different style, then this is not enough to justify its publication. However, after having spent a number of years, both in class and research with relativity, I have come to the conclusion that there exists a place for a new book. Since it appears that somewhere along the way, mathem- ics may have obscured and prevailed to the degree that we tend to teach relativity (and I believe, theoretical physics) simply using “heavier” mathematics without the inspiration and the mastery of the classic physicists of the last century. Moreover current trends encourage the application of techniques in producing quick results and not tedious conceptual approaches resulting in long-lasting reasoning. On the other hand, physics cannot be done a ́ la carte stripped from philosophy, or, to put it in a simple but dramatic context A building is not an accumulation of stones! As a result of the above, a major aim in the writing of this book has been the distinction between the mathematics of Minkowski space and the physics of r- ativity.

Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfänger

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Author: Jürgen Freund

Publisher: vdf Hochschulverlag AG

ISBN: 3825228843

Category: Science

Page: 252

View: 7389

Die Spezielle Relativitätstheorie ist nichts Schwieriges und Geheimnisvolles! Studienanfänger der Natur- und Technikwissenschaften können sie mit ihren Kenntnissen der Mathematik und der Physik in vollem Umfang und bis ins Detail verstehen, wenn sie sich die Mühe machen, sich durch dieses Lehrbuch durchzuarbeiten. Zahlreiche, z.T. auch kompliziertere Problemstellungen, bis hin zum Energie-Impuls-Vierervektor und zum elektromagnetischen Feld, werden ausführlich behandelt und zeigen dem Anfänger, wie relativistische Rechnungen anzupacken sind. Auch die bekannten Paradoxa und Paradoxien werden umfassend erklärt. Für den Wissenschaftler, der mit diesem Gebiet schon vertraut ist, ist dieses Lehrbuch wegen seiner umfangreichen Formelauflistungen nicht minder wertvoll. Kurz nach dem einhundertsten Jahrestag der Speziellen Relativitätstheorie liegt hiermit ein Kompendium vor, das dieses Teilgebiet der Physik entzaubert und in die elementare Grundlagenphysik einreiht.

Grundlagen der Strömungsmechanik

Eine Einführung in die Theorie der Strömung von Fluiden

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Author: Franz Durst

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540313249

Category: Science

Page: 758

View: 6682

Dieses Lehrbuch stützt sich auf mathematische und physikalische Grundkenntnisse von Studenten mittlerer Semester. Es erläutert den Zusammenhang moderner Strömungsmechanik zur technischen Mechanik und bezieht moderne Mess- und numerische Berechnungsverfahren ein. Jedes Kapitel enthält den Stoff einer einwöchigen Vorlesung, der so aufgebaut ist, dass er Studenten an die jeweilige Spezialliteratur heranführt.

Physikalische und psychoakustische Grundlagen der Musik

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Author: Juan G. Roederer

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642571387

Category: Psychology

Page: 263

View: 5954

Dieses Buch beschäftigt sich mit den physikalischen Systemen und psychophysikalischen Prozessen, die im Zusammenhang mit jenem Phänomen stehen, das wir allgemein als "Musik" bezeichnen. Es soll interessierten Musikern helfen zu verstehen, auf welche physikalische Weise musikalische Töne erzeugt werden und sich im Raum ausbreiten, und wie Musik vom Zuhörer empfangen und empfunden wird. Physikalisches und mathematisches Vorwissen jenseits des Abiturs ist dazu nicht erforderlich. Den musikliebenden Wissenschaftlern sollen viele Fragen, die sie sich bezüglich Musik und Tonempfindung gestellt haben dürften, beantwortet werden. Den Musikpsychologen wird ein Versuch dargeboten, die Frage "Warum lieben wir Musik?" von einem neuro-funktionellen Standpunkt aus zu erläutern. Die 3. Auflage wurde gründlich überarbeitet, um die neuesten Forschungsergebnisse über Tonerzeugung, Physiologie des Gehörs und den kognitiven Prozessen beim Verarbeiten von Sinnesinformation einzufügen.

Essays in Mathematics and its Applications

In Honor of Stephen Smale ́s 80th Birthday

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Author: Panos M. Pardalos,Themistocles M. Rassias

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3642288219

Category: Mathematics

Page: 504

View: 2601

​The volume is dedicated to Stephen Smale on the occasion of his 80th birthday.Besides his startling 1960 result of the proof of the Poincar ́e conjecture for all dimensionsgreater than or equal to five, Smale’s ground breaking contributions invarious fields in Mathematics have marked the second part of the 20th century andbeyond. Stephen Smale has done pioneering work in differential topology, globalanalysis, dynamical systems, nonlinear functional analysis, numerical analysis, theoryof computation and machine learning as well as applications in the physical andbiological sciences and economics. In sum, Stephen Smale has manifestly brokenthe barriers among the different fields of mathematics and dispelled some remainingprejudices. He is indeed a universal mathematician. Smale has been honoredwith several prizes and honorary degrees including, among others, the Fields Medal(1966), The Veblen Prize (1966), the National Medal of Science (1996) and theWolfPrize (2006/2007).

Formeln und Sätze für die Speziellen Funktionen der Mathematischen Physik

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Author: Wilhelm Magnus,Fritz Oberhettinger

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 366241791X

Category: Science

Page: 172

View: 4327

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

Relativistic Celestial Mechanics of the Solar System

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Author: Sergei Kopeikin,Michael Efroimsky,George Kaplan

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527408568

Category: Science

Page: 860

View: 3588

This authoritative book presents the theoretical development of gravitational physics as it applies to the dynamics of celestial bodies and the analysis of precise astronomical observations. In so doing, it fills the need for a textbook that teaches modern dynamical astronomy with a strong emphasis on the relativistic aspects of the subject produced by the curved geometry of four-dimensional spacetime. The first three chapters review the fundamental principles of celestial mechanics and of special and general relativity. This background material forms the basis for understanding relativistic reference frames, the celestial mechanics of N-body systems, and high-precision astrometry, navigation, and geodesy, which are then treated in the following five chapters. The final chapter provides an overview of the new field of applied relativity, based on recent recommendations from the International Astronomical Union. The book is suitable for teaching advanced undergraduate honors programs and graduate courses, while equally serving as a reference for professional research scientists working in relativity and dynamical astronomy. The authors bring their extensive theoretical and practical experience to the subject. Sergei Kopeikin is a professor at the University of Missouri, while Michael Efroimsky and George Kaplan work at the United States Naval Observatory, one of the world?s premier institutions for expertise in astrometry, celestial mechanics, and timekeeping.

Special Relativity in General Frames

From Particles to Astrophysics

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Author: Éric Gourgoulhon

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3642372767

Category: Science

Page: 784

View: 6563

Special relativity is the basis of many fields in modern physics: particle physics, quantum field theory, high-energy astrophysics, etc. This theory is presented here by adopting a four-dimensional point of view from the start. An outstanding feature of the book is that it doesn’t restrict itself to inertial frames but considers accelerated and rotating observers. It is thus possible to treat physical effects such as the Thomas precession or the Sagnac effect in a simple yet precise manner. In the final chapters, more advanced topics like tensorial fields in spacetime, exterior calculus and relativistic hydrodynamics are addressed. In the last, brief chapter the author gives a preview of gravity and shows where it becomes incompatible with Minkowsky spacetime. Well illustrated and enriched by many historical notes, this book also presents many applications of special relativity, ranging from particle physics (accelerators, particle collisions, quark-gluon plasma) to astrophysics (relativistic jets, active galactic nuclei), and including practical applications (Sagnac gyrometers, synchrotron radiation, GPS). In addition, the book provides some mathematical developments, such as the detailed analysis of the Lorentz group and its Lie algebra. The book is suitable for students in the third year of a physics degree or on a masters course, as well as researchers and any reader interested in relativity. Thanks to the geometric approach adopted, this book should also be beneficial for the study of general relativity. “A modern presentation of special relativity must put forward its essential structures, before illustrating them using concrete applications to specific dynamical problems. Such is the challenge (so successfully met!) of the beautiful book by Éric Gourgoulhon.” (excerpt from the Foreword by Thibault Damour)

Einführung in die moderne Kosmologie

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Author: Andrew Liddle

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527670920

Category: Science

Page: 217

View: 4460

Dank sich stets verbessernder boden- und weltraumgestützter Teleskope stehen der Kosmologie inzwischen Daten zur Verfügung, die Rückschlüsse auf immer frühere Phasen des Universums und Vergleiche mit Modellvorstellungen erlauben. Daher gewinnt die Kosmologie in den Astronomiekursen der Universitäten beständig an Wichtigkeit. Die "Einführung in die Moderne Kosmologie" ist eine anschauliche und leicht verständliche Darstellung moderner kosmologischer Konzepte, die neben zahlreichen Beispielen und Übungsaufgaben auch Hinweise und Endergebnisse enthält, sodass das Erlernte sofort ausprobiert und kontrolliert werden kann. Das Buch ist klar eingeteilt und behandelt in sechs separaten Kapiteln Themen für Fortgeschrittene, darunter relativistische Kosmologie und Neutrino-Kosmologie. Die vorliegende Übersetzung der zweiten Auflage wurde wesentlich ergänzt und erweitert und umfasst neueste Beobachtungsergebnisse sowie zusätzliches Material zur empirischen Kosmologie und Strukturbildung.

Eine kurze Geschichte der Zeit

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Author: Stephen Hawking

Publisher: Rowohlt Verlag GmbH

ISBN: 3644008612

Category: Science

Page: 272

View: 4769

Ist das Universum unendlich oder begrenzt? Hat die Raumzeit einen Anfang, den Urknall? Dehnt sie sich aus? Wird sie wieder in sich zusammenstürzen? Liefe die Zeit dann rückwärts? Welchen Platz im Universum nehmen wir ein? Und ist in den atemberaubenden Modellen der Kosmologen noch Platz für einen Gott? – Es sind existenzielle Fragen, mit denen sich Stephen Hawking befasst, Fragen, die Forschung und Lehre in den Zentren der modernen Physik ebenso bestimmen wie die Diskussion von Geisteswissenschaftlern. Dieses Meisterwerk eines Jahrhundert-Genies hat unsere Weltsicht verändert. Zugleich hat Stephen Hawking damit neue Maßstäbe für die Erklärung komplexer physikalischer Zusammenhänge gesetzt. In diesem Buch, weltweit inzwischen über zehn Millionen Mal verkauft, ist das Credo des großen Physikers enthalten und lebendig. «Der Physiker Stephen Hawking ist im Begriff, die Formel zu finden, die das Universum erklärt.» ZEIT-Magazin

Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie (Gemeinverständlich)

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Author: Albert Einstein

Publisher: Vieweg+Teubner Verlag

ISBN: 9783322982728

Category: Science

Page: 94

View: 3200

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

Halliday Physik

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Author: David Halliday,Robert Resnick,Jearl Walker

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527812598

Category: Science

Page: 1800

View: 8334

Noch bessere Didaktik, noch mehr Beispiele, noch mehr Aufgaben, noch mehr Spaß - die Neuauflage des "Halliday" erfüllt alle Wünsche an ein zeitgemäßes Lehrbuch der Physik! Das Lehrbuch bietet den gesamten Stoff der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Hauptfachstudenten. Mehrere Kapitel wurden im Sinne der besseren Verständlichkeit komplett umgeschrieben, etwa zum Gauß'schen Satz und zum elektrischen Potential. Die Kapitel zur Quantenmechanik sind deutlich umfangreicher und behandeln nun die Schrödinger-Gleichung ausführlicher bis hin zur Reflexion von Materiewellen an Potentialstufen und der Schwarzkörperstrahlung. Doch für die dritte Auflage wurden die Kapitel nicht nur überarbeitet, sondern didaktisch neu strukturiert: die Lerninhalte sind nun in Modulen organisiert, wobei jede Einheit die Lernziele explizit aufführt und die Schlüsselkonzepte zusammenfasst. So können Studentinnen und Studenten zielgerichtet lernen und den Lernerfolg nach der Lektüre selbst überprüfen. Das selbstständige Lernen wird unterstützt durch rund 300 im Text durchgerechnete Beispiele, 250 Verständnis-Checks, mehr als 650 konzeptionelle Fragen sowie mehr als 2500 Aufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrads.

Klassische Mechanik

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Author: Herbert Goldstein,Charles P. Poole, Jr.,John L. Safko, Sr.

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527662073

Category: Science

Page: 700

View: 6496

Der Goldstein gehört zu den Standardwerken für die Vorlesung in Klassischer Mechanik, die Pflichtvorlesung und Teil des Theorie-Lehrplans jedes Physik-Studienganges ist. Für diese aktuelle Ausgabe haben Charles Poole und John Safko die Texte überarbeitet und neueste Themen, Anwendungen und Notationen eingearbeitet und sind damit auf moderne Trends in der Theoretischen Mechanik eingegangen. Neue numerische Übungen verhelfen den Studenten zur Fähigkeit, Computeranwendungen für die Lösung von Physikproblemen zu benutzen. Mathematische Techniken werden detailliert eingeführt, so daß der Text auch für Studenten ohne den entsprechenden Hintergrund der Theoretischen Mechanik verständlich ist.

Einführung in die Geometrie und Topologie

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Author: Werner Ballmann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034809018

Category: Mathematics

Page: 162

View: 6568

Das Buch bietet eine Einführung in die Topologie, Differentialtopologie und Differentialgeometrie. Es basiert auf Manuskripten, die in verschiedenen Vorlesungszyklen erprobt wurden. Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Resultate aus der mengentheoretischen Topologie bereitgestellt. Eine Ausnahme hiervon bildet der Jordansche Kurvensatz, der für Polygonzüge bewiesen wird und eine erste Idee davon vermitteln soll, welcher Art tiefere topologische Probleme sind. Im zweiten Kapitel werden Mannigfaltigkeiten und Liesche Gruppen eingeführt und an einer Reihe von Beispielen veranschaulicht. Diskutiert werden auch Tangential- und Vektorraumbündel, Differentiale, Vektorfelder und Liesche Klammern von Vektorfeldern. Weiter vertieft wird diese Diskussion im dritten Kapitel, in dem die de Rhamsche Kohomologie und das orientierte Integral eingeführt und der Brouwersche Fixpunktsatz, der Jordan-Brouwersche Zerlegungssatz und die Integralformel von Stokes bewiesen werden. Das abschließende vierte Kapitel ist den Grundlagen der Differentialgeometrie gewidmet. Entlang der Entwicklungslinien, die die Geometrie der Kurven und Untermannigfaltigkeiten in Euklidischen Räumen durchlaufen hat, werden Zusammenhänge und Krümmung, die zentralen Konzepte der Differentialgeometrie, diskutiert. Den Höhepunkt bilden die Gaussgleichungen, die Version des theorema egregium von Gauss für Untermannigfaltigkeiten beliebiger Dimension und Kodimension. Das Buch richtet sich in erster Linie an Mathematik- und Physikstudenten im zweiten und dritten Studienjahr und ist als Vorlage für ein- oder zweisemestrige Vorlesungen geeignet.

Klassische Elektrodynamik

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Author: John David Jackson

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 311033447X

Category: Science

Page: 957

View: 3180

The German translation of this classic of theoretical physics is now available in a further revised edition. This renders theoretical electrodynamics even more comprehensible than before. Unique to this textbook of electrodynamics are the incomparably large number of calculated examples and special cases and the many exercises at the end of each chapter.

Klassische Feldtheorie

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Author: Lev D. Landau,Evgenij M. Lifšic

Publisher: Harri Deutsch Verlag

ISBN: 9783817113279

Category: Electrodynamics

Page: 480

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...und Einstein hatte doch recht

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Author: Clifford M. Will

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642743145

Category: Science

Page: 275

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Keine wissenschaftliche Theorie ist auf solche Faszination auch außerhalb der Wissenschaft gestoßen wie die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein, und keine wurde so nachdrücklich mit den Mitteln der modernen Physik überprüft. Wie hat sie diesen Test mit Raumsonden, Radioastronomie, Atomuhren und Supercomputern standgehalten? Hatte Einstein recht? Mit der Autorität des Fachmanns und dem Flair des unvoreingenommenen Erzählers schildert Clifford Will die Menschen, Ideen und Maschinen hinter den Tests der allgemeinen Relativitätstheorie. Ohne Formeln und Fachjargon wird der leser mit Einsteins Gedanken vertraut und erfährt von der Bestätigung seiner Vorhersagen, angefangen bei der Lichtablenkung im Schwerefeld der Sonne 1919 bis zu den ausgefeilten Kreiselexperimenten auf dem Space Shuttle. Die Allgemeine Relativitätstheorie hat nich nur alle diese Tests bestanden, sie hat darüber hinaus wesentlich beigetragen zu unserem Verständnis von Phänomenen wie Pulsaren, Quasaren, Schwarzen Löchern und Gravitationslinsen. Dieses Buch erzählt lebendig und spannend die Geschichte einer der größten geistigen Leistungen unserer Zeit.

Special Relativity

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Author: Valerio Faraoni

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3319011073

Category: Science

Page: 304

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This book offers an essential bridge between college-level introductions and advanced graduate-level books on special relativity. It begins at an elementary level, presenting and discussing the basic concepts normally covered in college-level works, including the Lorentz transformation. Subsequent chapters introduce the four-dimensional worldview implied by the Lorentz transformations, mixing time and space coordinates, before continuing on to the formalism of tensors, a topic usually avoided in lower-level courses. The book’s second half addresses a number of essential points, including the concept of causality; the equivalence between mass and energy, including applications; relativistic optics; and measurements and matter in Minkowski space-time. The closing chapters focus on the energy-momentum tensor of a continuous distribution of mass-energy and its co-variant conservation; angular momentum; a discussion of the scalar field of perfect fluids and the Maxwell field; and general coordinates. Every chapter is supplemented by a section with numerous exercises, allowing readers to practice the theory. These exercises constitute an essential part of the textbook, and the solutions to approximately half of them are provided in the appendix.