This book discusses in detail the special theory of relativity without including all the instruments of theoretical physics, enabling readers who are not budding theoretical physicists to develop competence in the field. An arbitrary but fixed inertial system is chosen, where the known velocity of light is measured. With respect to this system a moving clock loses time and a moving length contracts. The book then presents a definition of simultaneity for the other inertial frames without using the velocity of light. To do so it employs the known reciprocity principle, which in this context serves to provide a definition of simultaneity in the other inertial frames. As a consequence, the Lorentz transformation is deduced and the universal constancy of light is established. With the help of a lattice model of the special theory of relativity the book provides a deeper understanding of the relativistic effects. Further, it discusses the key STR experiments and formulates and solves 54 problems in detail.

This book presents an alternative representation of Einstein's Special Theory of Relativity, which makes Special Relativity much more comprehensible. Moreover, one will come across a fundamental relationship between the Special Theory of Relativity and the mechanics of space lattice. In all previous formulations, the Einsteinian special principle of relativity, in one or the other form is used as the starting point for Special Relativity. In correspondence to this principle, one takes it as granted apriori, that all observers independent of their uniform motion to each other measure one and the same propagation velocity of a light signal. This book is thought of as a lecture for physicists, mathematicians and computer scientists and concentrates on the students of these fields. The book should reach a broad circle of interested readers from the fields of natural sciences and philosophy and provide and invigorating experience for engineers.

This book presents an alternative representation of Einstein's Special Theory of Relativity, which makes Special Relativity much more comprehensible. Moreover, one will come across a fundamental relationship between the Special Theory of Relativity and the mechanics of space lattice. In all previous formulations, the Einsteinian special principle of relativity, in one or the other form is used as the starting point for Special Relativity. In correspondence to this principle, one takes it as granted apriori, that all observers independent of their uniform motion to each other measure one and the same propagation velocity of a light signal. This book is thought of as a lecture for physicists, mathematicians and computer scientists and concentrates on the students of these fields. The book should reach a broad circle of interested readers from the fields of natural sciences and philosophy and provide and invigorating experience for engineers.

This book discusses in detail the special theory of relativity without including all the instruments of theoretical physics, enabling readers who are not budding theoretical physicists to develop competence in the field. An arbitrary but fixed inertial system is chosen, where the known velocity of light is measured. With respect to this system a moving clock loses time and a moving length contracts. The book then presents a definition of simultaneity for the other inertial frames without using the velocity of light. To do so it employs the known reciprocity principle, which in this context serves to provide a definition of simultaneity in the other inertial frames. As a consequence, the Lorentz transformation is deduced and the universal constancy of light is established. With the help of a lattice model of the special theory of relativity the book provides a deeper understanding of the relativistic effects. Further, it discusses the key STR experiments and formulates and solves 54 problems in detail.

Die bewegte Uhr und eine Uhr im Gravitationsfeld gehen nach. Das beruhmte Paradoxon von den Zwillingen, die sich erst voneinander entfernen und dann wieder zusammenkommen, untersuchen wir zunachst im speziell-relativistischen Gedankenexperiment, also ohne Gravitation. Der Zwilling, der seinen Bruder mit einer hoeheren Geschwindigkeit wieder einholt, bleibt am Ende der jungere, was sich mit der sog. Zwillingsungleichung einfach verifizieren lasst.Die Gravitation kann prinzipiell nicht abgeschirmt werden. Ihren Einfluss auf den Gang einer Uhr verstehen wir mit einem Gedankenexperiment von V. Muller. Wahrend die Zwillinge betragsmassig immer dieselbe Geschwindigkeit zueinander besitzen, gelangen sie aber bei ihrer Bewegung durch den Raum in die Nahe verschiedener Massen, so dass sie unterschiedlicher Gravitation ausgesetzt sind. Das kann dazu fuhren, dass am Ende der zuruckkehrende Zwilling sogar der altere ist.

Partikel, die sich permanent mit UEberlichtgeschwindigkeit bewegen, heissen Tachyonen. Die zeitliche Reihenfolge der Endpunkte ihrer Bewegung ist vom Bezugssystem abhangig. Tachyonen koennen keine Nachricht ubertragen, vermitteln aber uber beliebig grosse Entfernungen einen Zusammenhang, ohne dass die Kausalitat verletzt wird. Damit besprechen wir das Einstein-Podolsky-Rosen Paradoxon. Ein Teilchen wird durch seine Ruhmasse definiert, ein Tachyon durch einen Impulsparameter. Wir untersuchen Stossprozesse mit Tachyonen. In Anlehnung an den Begriff des Quasiteilchens betrachten wir uber einem Gitter auch Quasitachyonen. Wir erklaren die Geschichte mit Schroedingers Katze.

Kann man die Spezielle Relativitatstheorie ebenso begreifen wie das Funktionieren eines Fahrrades oder eines Autos? Die Relativitatstheorie wurde durch Einsteins Geniestreich aus der Taufe gehoben, wodurch ein Gebirge von Problemen uberwunden war. Aber der Leser dieser Vieweg+Teubner-Starthilfe muss nicht den Weg uber die Steilwand nehmen. Das Buch ermoeglicht vielmehr ein wirkliches Verstehen der Relativitatstheorie, ohne gleich das komplette Instrumentarium der theoretischen Physik auf den Plan zu rufen. Zu dem zentralen Kapitel 14, der LORENTZ-Transformation, wurden drei zusatzliche, weniger bekannte UEbungsaufgaben in den Text aufgenommen. Weiterhin wurde die Behandlung des HAFELE-KEATING-Experimentes in Aufgabe 4 noch einmal prazisiert und vereinfacht. Die Ausfuhrungen zu den hypothetischen Tachyonen in Aufgabe 7 wurden neu dargestellt. Weitere kleine AEnderungen sollen den Text noch leichter lesbar machen. In der 4. Auflage beleben Portrats herausragender Physiker die abstrakte Materie.

Gitter messen, wenn WH dafUr ausschlieBlich geometrische Gebilde verwenden, wel che in diesem Gitter auch physikalisch existieren? Physikalische Objekte, die dafUr in Frage kommen, sind Versetzungen, welche in jedem Kristall in einer ungeheuer groBen Zahl vorhanden sind. Wir suchen dann einmal nach solchen, physikalisch stabilen Formen dieser Versetzungen, die geeignet sind, uns ein MaB fUr eine Lange zu liefern, sowie Ferner nach physikalisch stabilen, schwingenden Versetzungen, die uns eine Schwingungsdauer fUr eine Uhr hergeben. Dies gelingt mit einer sehr ge nau untersuchten Gleichung fUr Versetzungen in Kristallen, mit der sog. sine Gordon - Gleichung, fUr die wir eine denkbar einfache physikalische BegrUndung angeben konnen. Darauf aufbauend werden wir dann einen relativistischen Effekt nach dem andern entdecken, am Ende auch das Prinzip von der universellen Konstanz einer ausgezeichneten Signalgeschwindigkeit, welche hier auf dem Gitter definiert ist: Die Kontinuumsnaherung eines Kristallgitters wird als Modell einer relativistischen Raum - Zeit erkennbar. Die Grundidee, die zu dieser Reduktion der relativistischen Phanomene auf be grifflich leichter faBbare Aussagen fuhrt, laBt sich kurz so formulieren: FUr die physikalischen Konstituenten eines idealen Raumgitters postulieren wir die Axio matik der Newtonschen Mechanik. Aber erst die auf diesem Gitter existierenden, lokalen Abweichungen von der idealen Struktur (Konfigurationen von Versetzun gen im KristaII) besitzen in bezug auf dieses Gitter diejenigen tragen Massen, deren Bewegung wir beobachten und fUr deren Bewegung wir dann - innerhalb relativ leicht Uberschaubarer GUltigkeitsgrenzen - die Gesetze der SpezieIIen Relativitats theorie finden."

Kann man die Spezielle Relativitatstheorie ebenso begreifen wie das Funktionieren eines Fahrrades oder eines Autos? Die Relativitatstheorie wurde durch Einsteins Geniestreich aus der Taufe gehoben, wodurch ein Gebirge von Problemen uberwunden war. Dieses Buch bietet Ihnen einen fundierten und gut verstandlichen Einstieg in eines der faszinierendsten Gebiete der Physik."