FY546: Videregående mekanik og relativitetsteori
Kommentar
Indgangskrav
Faglige forudsætninger
Formål
- Give viden om bevægelseslovene, både klassiske, relativistisk i accelererede koordinatsystemer og i kontinuerte systemer. Herunder:
- Give kompetence til at anvende speciel relativitetsteori på relevante fysiske problemer.
- Give viden om de fysiske principper bag Keplers love og Rutherfords model for atom strukturer.
- Anvende accelererede koordinatsystemer: fiktive kræfter og forstå Foucault pendulet.
- Give kompetence til at anvende Lagrange- og Hamilton-formalismen til at løse dynamiske systemer.
- Give færdigheder i at anvende bevarelseslove for energi, impuls og angulært moment på partikler og stive legemer, for generelle bevægelser.
- Give færdigheder i at anvende de dynamiske love – Navier-Stokes ligninger – for fluid bevægelse.
Målbeskrivelse
For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:
- Anvende den matematiske formalisme i klassisk-, relativistisk- og fluid mekanik til at opstille og løse modeller for fysiske problemstillinger. Kursets tema er således anvendelsen af Newtons bevægelseslove under mere generelle omstændigheder end punktmekanikken.
Indhold
- Speciel relativitetsteori: Michelsons eksperiment, Lorentz transformationerne, relativistisk kinematik og dynamik.
- Konservative kraftfelter: Keplers love, solsystemet, Rutherford spredning og elementer af atomfysik.
- Accelererede koordinatsystemer: fiktive kræfter og Foucault pendulet.
- Lagrange mekanik: Lagrange og Hamiltons ligninger
- Partikler og stive legemer: Energi, impuls, inertimoment og angulært moment under generel bevægelse.
- Fluid mekanik: Deformation af faste stoffer, lyd i gas, væsker og gasser, Navier-Stokes ligning for ideelle og viskøse fluider.
Litteratur
J.M. Knudsen and P.H. Hjorth: Elements of Newtonian Mechanics, Springer.
B. Lautrup: Physics of Continuous Matter, Second Edition: Exotic and Everyday Phenomena in the Macro-scopic World, CRC Press
Se BlackBoard for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.
Eksamensbestemmelser
Eksamenselement a)
Tidsmæssig placering
Udprøvninger
Obligatoriske opgaver
EKA
Censur
Bedømmelse
Identifikation
Sprog
Hjælpemidler
ECTS-point
Uddybende information
Reeksamen i samme eksamenstermin eller i umiddelbar forlængelse heraf.
De obligatoriske opgaver a) skal bestås separat. Slutkarakteren for kurset er gennemsnittet af de to delresultater under eksamenselement b), hvor der gives karakter. De to komponenter skal samlet bestås med min. karakteren 02. Er karakteren 02 ikke opnået, skal den/de dele af eksaminerne, som ikke er bestået, tages om. Karakteren -3 eller "udeblevet" må ikke forekomme i nogen af deleksaminerne.
Eksamenselement b)
Tidsmæssig placering
Regler
Udprøvninger
Mundtlig eksamen efter første halvdel af kurset
EKA
Censur
Bedømmelse
Identifikation
Sprog
Hjælpemidler
ECTS-point
Uddybende information
Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.
Reeksamen i samme eksamenstermin eller i umiddelbar forlængelse heraf.
Skriftlig eksamem
EKA
Censur
Bedømmelse
Identifikation
Sprog
Hjælpemidler
ECTS-point
Uddybende information
Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.
Den mundtlige og skriftlige eksamen skal samlet bestås med minimum karakteren 02. Er karakteren 02 ikke opnået, skal den/de dele af eksaminerne, som ikke er bestået, tages om. Karakteren -3 eller "udeblevet" må ikke forekomme.
Vejledende antal undervisningstimer
Undervisningsform
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
- Introfase: 54 timer
Træningsfase: 36 timer, heraf:
- Eksaminatorie: 36 timer
Undervisningsformen er forelæsninger og regneøvelser (eksaminatorietimer). Til regneøvelserne skal de studerende løse opgaver der træner dem i at anvende den lærte teori på konkrete fysiske problemer indenfor kursets emner. Hver uges forelæsninger vil blive fulgt op af regnetimer.