Die Spezielle Relativitätstheorie (PDF)

Die Spezielle Relativitätstheorie steht und fällt mit der universellen Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Darauf gründet die Einstein-Minkowski-Axiomatik, die wegen ihrer grundsätzlichen Bedeutung in keinem Lehrbuch zur Theoretischen Physik fehlen darf. Hier soll ausserdem auf eine zweite, unabhängige, aber vollkommen äquivalente axiomatische Darstellung aufmerksam gemacht werden, die weniger abstrakt und daher geeignet ist, auch demjenigen einen Einstieg in die relativistische Welt zu erschliessen, der nicht unbedingt theo­re­tischer Physiker werden will. Dabei geht es dann primär um den Gang von bewegten und ruhenden Uhren und die Längen von bewegten und ruhenden Massstäben. Ganz wesentlich ist es, von Anfang an den definitorischen Charakter bei der Bestimmung des Begriffes der Gleichzeitigkeit zu verstehen. Der sorgfältige Umgang mit dieser Definition liefert den Schlüssel zur Auflösung der relativistischen Paradoxa, wie dies ausführlich beim Zwillingsparadoxon gezeigt wird. Die Unterscheidung von Korrelation und Wechselwirkung erlaubt eine Betrachtung von Tachyonen, ohne die Kausalität zu verletzen. Anhand eines Gittermodells der relativistischen Raum-Zeit kann am Ende sogar das Zustandekommen der Längenkontraktion, der Zeitdilatation und der relativistischen Massenformel veranschaulicht werden. Es werden die Schlüsselexperimente erklärt und 48 Übungsaufgaben vorgerechnet.

Der Inhalt

·         Das Relativitätsprinzip. Relativistische und nichtrelativistische Raum-Zeit

·         Universelle Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und ein neuer axiomatischer Zugang

·         Die Definition der Gleichzeitigkeit - Relativistische Phänomene und Paradoxa

·         Mechanik, Elektrodynamik, Weyl-Gleichung, Dirac-Gleichung, Pauli-Gleichung

Die Zielgruppen

·         Dozierende und Studierende der Physik, Mathematik, Informatik und Astronomie

Der Autor

Helmut Günther war bis 2005 Professor an der Bielefeld University of Applied Sciences für Mathematik und Physik und lehrt z. Z. Relativitätstheorie an der Humboldt-Universität zu Berlin. Er ist Autor mehrerer Fach- und Lehrbücher.