Я преподаю физику в местном колледже и разработал новый курс под названием «Относительность для поэтов», который я впервые буду преподавать весной 2015 года. Как следует из названия, это нематематический генетический курс (без лаборатории). для неспециалистов по теории относительности. Я охватываю как SR, так и GR, и я также должен предоставить много базовых знаний, которые теоретически мои ученики усвоили бы, если бы они ходили в приличную среднюю школу, но на самом деле многие из них не будут знать. Например, я ожидаю, что мне придется сказать им, что свет — это волна, а белый свет — это смесь всех цветов радуги. Это не курс по решению задач, и учащимся не будет поручено никакой работы вне класса, связанной с вычислением чего-либо. У курса есть математическая предпосылка, которая представляет собой планиметрию плюс очень базовый курс алгебры (аналогичный тому, что студенты в Калифорнии должны пройти в 9-м классе). На самом деле многие учащиеся не смогут выполнять базовые математические операции, такие как метрические преобразования или дроби.
Сердцевиной любого изложения теории относительности будет тщательное и подробное изложение кинематики в СТО, и для этого я планирую использовать Такеучи (см. список книг ниже), чье рассмотрение кинематики мне очень нравится.
Что я все еще ищу, так это две или три дополнительные недорогие книги, охватывающие:
Что касается динамики в СР, то меня не устраивает обращение Такеучи, которое мне кажется маломотивированным. Что касается ОТО, я рассматриваю Героха, но он немного суховат, не имеет связи с экспериментом и представляет определенную форму метрики, как мне кажется, слишком загадочным образом. Мне нравится изложение Хьюиттом ОТО, космологии и общего научного фона, но я не могу просить их купить такую дорогую книгу, если она будет лишь небольшой частью курса.
Когда я преподаю курсы для специалистов по естественным наукам, я назначаю главы из Гарднера в качестве дополнительного (обязательного) чтения, и мои студенты всегда добровольно заявляли, что их интересно читать. Однако он чрезвычайно устарел и неточен в отношении космологии и тестов относительности, и в нем используется релятивистская масса, а это болезнь, которую я бы не хотел передавать будущим поколениям.
Мне нравятся Уилл и Вайнберг, но они оба сильно устарели, и оба содержат много материала, который я бы на самом деле не освещал. Я запросил обзорную копию Стина, и хотя мне в ней нравятся некоторые вещи, я чувствовал, что она была неорганизованной и что текст был слишком полон вычислений, из которых большинство читателей на этом уровне не смогли бы абстрагироваться от соответствующих моментов. .
Чтобы настроить курс таким образом, чтобы он был переведен в четырехлетние школы в нашем штате (Калифорния), мне нужно было показать, что в системе Калифорнийского университета или Калифорнийского университета предлагается что-то хотя бы в чем-то похожее. Это было сложно, так как таких курсов мало (на самом деле я был очень удивлен, что это было сформулировано обеими системами), но в Калифорнийском университете в Риверсайде есть физика 7: пространство-время, теория относительности и космология. UCR использует Drakos, о котором мне не удалось узнать; это может быть распродано, или это могут быть неопубликованные заметки преподавателя.
Может ли кто-нибудь предложить книги для этого типа курса, которые охватили бы некоторые области, в которых у меня есть пробелы? Я надеюсь, что общая стоимость всех книг не превысит 100 долларов , а лучше 60-80 долларов . Я бы подумал о повышении цены, если бы была книга, которая была бы чрезвычайно убедительной и идеально соответствовала бы моим потребностям.
книги, упомянутые выше
Я создал этот сайт в начале 2014 года:
Сайт был создан специально для людей, которые не увлекаются математикой.
Я использовал: «Относительность: очень краткое введение»; Рассел Станнард, OUP, преподавать теорию относительности (заинтересованным) представителям широкой публики с некоторым успехом.
http://ukcatalogue.oup.com/product/9780199236220.do
Она действительно очень короткая — всего 128 страниц, но охватывает основные идеи как специальной, так и общей теории относительности. Я нахожу объяснения очень понятными. Конечно, ему не хватает ВСЕЙ математической строгости - есть немного геометрии, очевидно, Пифагора, много мысленных экспериментов; очень мало по космологии.
Я прошел это за 2 часа на главу - всего около 8 вечерних занятий. Может быть, немного неубедительно для того, что вам нужно, но это весело и действительно не пугает.
О, и еще одно важное преимущество - это дешево! Всего 8 фунтов в Великобритании.
Вот оглавление.
1: Специальная теория относительности
Принцип относительности и скорость света
замедление времени
Парадокс близнецов
Сокращение длины
Потеря одновременности
Диаграммы пространства-времени
Четырехмерное пространство-время
Максимальная скорость
Е=мс2
2: Общая теория относительности
Принцип эквивалентности
Влияние на время ускорения и гравитации
Изгиб света
Искривленное пространство
Черные дыры
Гравитационные волны
Вселенная
дальнейшее чтение
Индекс
я хотел бы дать другой ответ (несмотря на мои комментарии сверху или дополняющие их)
я бы предложил использовать исторический отчет об эволюции концепций и идей/методов в физике от ньютоновской механики к релятивистской механике, включая возникающие конкретные проблемы (это дает две вещи: 1. точку зрения на методы и концепции, а также 2. практические примеры из реальной жизни, которые послужили толчком к этим разработкам).
Возникли различные альтернативы (почему они потерпели неудачу) и почему специальная теория относительности преуспела в этом отношении.
Затем разработайте концепции замедления времени/сокращения длины (и как они будут связаны с такими экспериментами, как Майкельсон-Морли и эфир). Инерциальные системы отсчета, световые пути, световые конусы, прошлое и будущее. Причинность в специальной теории относительности.
Затем продолжение Общей теории относительности, три решающих теста ОТО (возможно, также выполнение некоторых расчетов или их приближений или даже краткого изложения расчетов).
Связь ОТО с космологией (упомяните некоторые парадоксы, такие как парадоксы близнецов и то, как они разрешаются с помощью неинерциальных систем отсчета).
Его концептуальная (и математическая) структура и то, в чем она соответствует (или не согласуется) с современной физикой (может быть, упомянуть проблему времени в квантовой гравитации?)
Это разъясняет как физику, так и математическую основу (или эквивалентную).
Рекомендуемые книги:
http://en.wikipedia.org/wiki/The_Evolution_of_Physics (Эйнштейн, Инфельд) (ни одного уравнения самого создателя и его сотрудника)
http://www.goodreads.com/book/show/15852.Относительность
http://www.amazon.com/Geometry-Relativity-Fourth-Dimension-Mathematics/dp/0486234002
http://www.goodreads.com/book/show/571211.The_Meaning_of_Relativity
http://www.goodreads.com/book/show/53524.The_Principle_of_Relativity
Некоторые ссылки:
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_special_relativity
http://pitt.edu/~jdnorton/teaching/HPS_0410/chapters/origins/index.html
http://www.ihes.fr/~vanhove/Slides/renn-IHES-mars2013.pdf
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/OrbitsHistory/page2.php
http://zandra.phys.yorku.ca/menary/courses/phys2040/misc/relativity.pdf
http://arxiv.org/abs/physics/0408077
https://archive.org/details/historyoftheorie00whitrich
http://henripoincarepapers.univ-lorraine.fr/walter/papers/breaking2007.pdf
Никос М.
Никос М.
пользователь4552
Никос М.
кесарулия
пользователь4552
пользователь4552
Кайл Канос
Никос М.
пульсар
ПрофРоб