Einsteins relativitetsteori består av två delar, dels den speciella relativitetsteorin vars formulering och viktigaste resultat behandlas i denna kurs, dels den allmänna relativitetsteorin som inte ingår i kursen och som handlar om gravitationslagen. Den speciella relativitetsteorin leder till nya sätt att se på de grundläggande begreppen rum och tid, vilket leder till en drastisk revision av centrala delar av Newtons klassiska fysik. Den klassiska fysikens syn på tid och rum diskuteras och specifikt demonstreras hur den klassiska fysikens formulering leder fel vid hastigheter nära ljushastigheten. Vidare formuleras den speciella relativitetsteorins grundantagande att ljushastigheten i vakuum är en konstant, ett antagande som får mycket långtgående konsekvenser. Den experimentella grunden för relativitetsteorin diskuteras. De viktigaste resultaten inom relativitetsteorin behandlas: tidsdilatation, längdkontraktion, samtidighet, relativistisk dopplereffekt samt tvillingparadoxen och andra paradoxer. Vidare diskuteras relativitetsteorins utvidgning av den klassiska mekaniken samt Einsteins berömda formel E=mc2.

Matematisk behandling av koordinattransformationer (Lorentztransformationer) och rumtidsdiagram ingår samt relativistiska kollisioner och sönderfall. I kursen ingår många viktiga praktiska tillämpningar och fenomen där relativitetsteorin spelar en avgörande roll, såsom upprätthållande av en tidsstandard med atomklockor, GPS, skapande av nya partiklar såsom Higgspartikeln vid CERN och villkor för mänskliga rymdfärder.

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

• Redogöra för relativitetsteorins utgångspunkter och hur dessa reviderar grundläggande begrepp inom fysiken som rum, tid och samtidighet.
• Beskriva hur begreppen framtid, dåtid och samtid måste ändras för att få mening inom den speciella relativitetsteorin och avgöra om och hur två givna händelser kan påverka varandra.
• Transformera tid och rum mellan olika observatörer som rör sig relativt varandra och visa hur dessa transformationer leder till längdkontraktion och tidsdilatation.
• Formulera relativitetsteorins paradoxer och lösa dessa med hjälp av lorentztransformationer, dopplereffekt och andra verktyg från speciell relativitetsteori.
• Hantera relationen mellan energi och massa, E=mc², i både konceptuellt och matematiskt formulerade problem, samt utföra enklare kinematiska beräkningar.
• Tillämpa relativitetsteorin på alldagliga fenomen och teknologi, där den spelar en avgörande roll, samt även beräkna storleken på de relativistiska effekterna.

Kursen är uppdelad i tre delar och varje del måste slutföras för att få tillgång till nästa.

Varje del är i sig uppdelad i kapitel och delkapitel med kursmaterial. Efter de flesta av delkapitlen finns en Kontrollquiz. Dessa är frivilliga uppgifter som framför allt är avsedda för att studenterna ska kunna kontrollera hur väl de förstått materialet. I slutet av varje kapitel finns en kort sammanfattning av den viktigaste informationen och efter den ett Grundprov. Grundproven är obligatoriska, består av två uppgifter och är begränsade till 30 minuter per försök. De kan innehålla så väl förståelseuppgifter som räkneuppgifter. För godkänt på ett grundprov krävs att alla frågor besvaras korrekt. 

Varje kursdel motsvarar 2 hp och avslutas när studenten gjort klart alla delens grundprov med ett Slutprov. Slutprovens uppgifter påminner om grundprovens men kan vara mer ingående. Slutproven består av fem uppgifter och har en tidsbegränsning på 1 timme och 30 minuter per försök. Både grund- och slutprov är examinerande uppgifter. 

Både grundprov och slutprov kan göras om så många gånger studenten behöver och det bästa resultatet räknas. Alla grund- och slutprov har också ett angivet inlämningsdatum. Detta datum är inte en deadline utan ska i stället ses som vägledande för när provet bör vara avklarat om en student arbetar med kursen i en jämn takt över studietiden. Det går utmärkt att göra proven in även efter (eller före!) inlämningsdatum och därmed arbeta sig igenom materialet i egen takt. 

Kravet för att bli godkänd på kursen är att studenten uppnått alla rätt på de tre slutproven. För att komma åt slutprovet till en kursdel behöver studenten få alla rätt på alla grundprov i den delen.  

Grundläggande behörighet samt särskild behörighet i följande ämnen: Matematik D/ Matematik 3c, Fysik B/ Fysik 2 och Kemi A/ Kemi 1 med betyget lägst godkänd .

Kursen kräver ingen litteratur

Kursen kräver ingen utrustning

Om du har en funktionsnedsättning kan du få stöd via Funka:

Funka- stöd för studenter med funktionsnedsättningar

P, F

• TEN1 - Inlämningsuppgift 1, 2,0 hp, Betygsskala: P, F
• TEN2 - Inlämningsuppgift 2, 2,0 hp, Betygsskala: P, F
• TEN3 - Inlämningsuppgift 3, 2,0 hp, Betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Nej

Nej

Resultat på kursens slutprov kontrolleras regelbundet av examinator under kursens gång och rapporteras till Ladok. Slutresultat på kursen rapporteras när alla kursens moment slutförts.

Efter kursslut minskar frekvensen för rapportering då examinator fokuserar på nästa kursomgång. Kontakta i så fall examinator om du behöver ett resultat inrapporterat mer brådskande.

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Kursmaterialet är i ständig utveckling. Tydliggöranden och rättningar av felaktigheter kan därför komma att ske under kursens gång. Ytterligare frågor till de frågebanker som används för kursens inlämningsuppgifter tillkommer kontinuerligt.