Link zur Vorlesung Klassische Feldtheorie (FS 2022)

(der link auf ILIAS für die FS22 Vorlesung führte zwischenzeitlich irrtümlich hierher, sorry!)

Klassische Feldtheorie (FS 2021)

Voraussetzungen, Inhalt, Übungen, Literatur, etc.

Herzlich Willkommen zu der KFT Vorlesung! :-)

Wann und Wo Wie

Termine: Vorlesung + Übungen: Dienstag 13h15 -- 14h, Mittwoch 10h15 -- 12h
Beginn: Dienstag 23.02., 13h15
Anmeldung: Um teilnehmem zu können (zB um Ankündigungen, zoom links und weitere aktuelle Informationen zu erhalten), bitte unbedingt bei mir via email anmelden (blau at itp dot unibe dot ch, oder matthias dot blau at unibe dot ch). Danke!
Format: Die Vorlesung findet (bis auf Weiteres) digital statt, als live Zoom Vorlesung, zu den oben genannten Zeiten. Ich habe in der Regel am Dienstag direkt im Anschluss an die Vorlesung eine weitere zoom-Sitzung, aber am Mittwoch sollte ich nach der Vorlesung Zeit haben, falls Interesse an weiteren Gesprächen besteht.
Übungen: Übungen sind integraler Bestandteil der Vorlesung; keine strikte Trennung zwischen Vorlesung und Übungen.
ILIAS: Aus administrativen Gründen bitte ich Euch, Euch auch bei ILIAS für diese Vorlesung anzumelden:
ILIAS KFT

Aktuelle und/oder Gemischte Informationen

Anfang März: kleine updates zum Skript Kapitel 2
10. März: pdf-Files der Vorlesungen sind (wochenweise) ab jetzt auf ILIAS erhältlich.
20. April: die Vorlesung wird weiterhin bis Ende Semester online stattfinden.
20. April: die Prüfung wird auch online stattfinden. Details folgen.
06. Mai: das Zeitfenster für die online Evaluation der Lehrveranstaltung ist 11. Mai (abends) bis 18. Mai (abends). Bitte beteiligt Euch daran - danke! (Aktualisierte Informationen zu Anpassungen im FS21)
02. Juni: Am Montag 14. Juni findet ab 10:00 eine Fragestunde statt!

Informationen zur Prüfung

Termin und Anmeldung

Die Prüfung findet online und schriftlich statt.
Der Termin ist der Montag 21. Juni, 10:00 -- 12:45
Anmeldung im KSL ist ab sofort möglich, und bis Mittwoch 16. Juni.
Wer (wegen WK / Militär) ein Freistellungsgesuch für die Prüfung braucht, bitte einfach bei mir melden.
Teilnahmevoraussetzungen sind
- Anmeldung in KSL
- Stabile Internetverbindung
- Computer/Laptop/Tablet mit aktueller Version des Zoom Clients und (eingeschalteter) Kamera
- Möglichkeit (zB scan), geschriebene Prüfung als ein (zusammenhängendes und lesbares!) pdf-Dokument zu speichern und zu verschicken.
Für diese Dinge seid allein ihr verantwortlich.
Nach Ablauf der Anmeldefrist erhalten die die sich im KSL angemeldet haben per email von mir den zoom link für die Prüfung.

Format und Ablauf der Prüfung
- Das Format der Prüfung wird die Scanprüfung sein (also Prüfung handschriftlich (oder auf Tablet) durchführen und elektronisch einreichen)
- Das Verwenden von Hilfsmitteln (eigene Aufzeichnungen, Skript, Bücher, Internet, ...) ist nicht erlaubt. Mit dem Einreichen der Prüfung bestätigt ihr, dass ihr dies zur Kenntnis genommen habt und die Prüfung selbständig verfasst habt.
- Die Kamera muss die ganze Zeit eingeschaltet sein. Zoom wird Euch und mir während der gesamten Dauer der Prüfung zur Kommunikation, für Rückfragen etc zur Verfügung stehen.
- 10:00 (ca): Zoom Meeting ist offen. Link habt ihr via email erhalten. Bitte vergewissert Euch, dass alles funktioniert. Technische Probleme die Eure Teilnahme an der Prüfung verunmöglichen sind mir unverzüglich zu melden!
- 10:15 die Prüfung beginnt mit einer kurzen Beprechung via Zoom, in der ich die Anwesenheit überprüfe, nochmals den Ablauf und die Regeln erkläre und einige Bemerkungen zur Prüfung mache.
- 10:25 (ca) Ihr erhaltet die Prüfung via e-mail und den zoom chat.
- 12:30 Ende der Prüfung
- 12:45 Ende der Einreichfrist
Weitere Informationen
- Details und weitere wichtige Informationen habt ihr zusammen mit dem zoom link am Freitag 18. Juni via email erhalten.

Erforderliche Vorkenntnisse:

Mechanik I (insbesondere Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie - bitte in Erinnerung rufen!)
Elektrodynamik (wird erst in der 2. Semesterhälfte gebraucht)
Mechanik II (Lagrange-Funktion, Prinzip der kleinsten Wirkung, etc.)
Lineare Algebra (Vektorräume, Lineare Transformationen, Skalarprodukt, Dualraum etc.)

Inhalt - Überblick

Spezielle Relativitätstheorie
- Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie (Wiederholung)
- Minkowski-Geometrie und Lorentz-Tensoren
- Lorentz-Kovariante Formulierung der Relativistischen Mechanik
Klassische (Relativistische) Feldtheorie
- Lorentz-Kovariante Formulierung der Maxwell-Theorie (Elektrodynamik)
- Wirkungsprinzip und Lagrange-Formalismus für Felder
- Noether-Theorem und Energie-Impuls Tensor
Schwerkraft und Relativitätstheorie (wenn Zeit vorhanden)
- Beschleunigungen und Spezielle Relativitätstheorie
- Grenzen der Speziellen Relativitätstheorie
- Einsteinsches Äquivalenzprinzip

Skript

Es gibt ein Skript (auf englisch).
Das Skript ist über diese webpage erhältlich (unter KFT/kft.pdf)
Inhalt der Vorlesung sind die Kapitel 2-6.
Kontrollfragen

Übungen

Vorbemerkung zu den Modalitäten:

Übungen sind integraler Bestandteil der Vorlesung. Insbesondere wird es keine strikte Trennung zwischen Vorlesungsstunden und Übungsstunden geben.
Alle sollten versuchen, die verteilten Übungsaufgaben selbständig zu lösen (ich werde dies allerdings nicht kontrollieren - wer nicht mitarbeitet schadet sich nur selbst).
Die Aufgaben werden auf Wunsch und bei Fragen in der Vorlesung besprochen und vorgerechnet, ausserdem werden schriftliche Lösungen verteilt werden.

Übungen und Lösungen

Literatur-Hinweise

Spezielle Relativitätstheorie
Was wir in der Vorlesung besprechen werden, findet sich im Wesentlichen in jedem Lehrbuch der speziellen Relativitätstheorie, und alle sollten versuchen, im Laufe der Zeit ihr eigenes Lieblingslehrbuch zu finden.
Zwei elegante, moderne und erschwingliche deutschsprachige Lehrbücher sind
- W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik 4 (Spezielle Relativitätstheorie, Thermodynamik)
- U. Schröder: Spezielle Relativitätstheorie
Klassische Feldtheorie
Ein exzellentes Buch zu allen (auch fortgeschrittenen) Aspekten der speziellen Relativitätstheorie (zB auch Darstellungstheorie der Lorentz-Gruppe und der Poincaré-Gruppe), und zu Klassische Feldtheorie und Noether-Theorem (allerdings eher komplementaer zu dem Inhalt meiner Vorlesung), ist
- R. Sexl, H. Urbantke: Gruppen, Relativität, Teilchen
Ein neues, elementares und erschwingliches, Lehrbuch das ausschliesslich dem Noether-Theorem in Mechanik und Feldtheorie gewidmet ist (allerdings auch Fehler und irrefuehrende Behauptungen enthaelt) ist
- D. Neuenschwander: Emmy Noether's Wonderful Theorem

WWW und andere Quellen

Hinweis: wenn ihr Material (Skripten / Lecture Notes etc.) verwenden wollt, das ihr im WWW gefunden habt, zeigt es mir bitte (auch was Physik angeht gibt es im WWW viel mehr Mist als qualitativ hochwertiges und verlässliches Material). Empfehlenswert (und hiermit empfohlen) sind z.B.:

Zur Geschichte der Speziellen Relativitätstheorie

Domenico Giulini: Über die Herkunft der Speziellen Relativitätstheorie [pdf file]
Rafael Ferraro: From aether theory to Special Relativity
Wikipedia: History of Special Relativity
Kommentierte Version der fundamentalen Arbeit Zur Elektrodynamik bewegter Körper von Albert Einstein
Hermann Minkowksi's berühmter und wegweisender Artikel Raum und Zeit
Einstein Archives Online

Lecture Notes

Noether-Theorem
- Emmy Noether: Invariante Variationsprobleme (wikisource Version des Artikels von 1918)
- Emmy Noether: Invariante Variationsprobleme (engl. Übersetzung des Artikels von 1918)
- Nina Byers: E. Noether's Discovery of the Deep Connection Between Symmetries and Conservation Laws
- Nina Byers: The Life and Times of Emmy Noether; contributions of E. Noether to particle physics
- Noether-Theorem (Wikipedia, deutsch)
- Noether's Theorem (Wikipedia, englisch, ausführlicher)
Varia
- Usenet Physics FAQ (der Abschnitt zu Special Relativity, insbesondere die ausführliche Diskussion des Twin Paradox (Zwillingsparadoxon))
- Wkipedia: Twin Paradox
- Special Relativity Flash Animations
Advice (Guter Rat von Nobelpreisträger Gerard 't Hooft)

Contact

Matthias Blau, Office 220a