Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Genel Rölativiteye GirişFIZ411035300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz, Bahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüSeçmeli @ Fizik Lisans Programı (%30 İngilizce)
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimFizik Bölümü
Dersin KoordinatörüReyhan Kaya
Dersi Veren(ler)
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıBu dersin amacı, uzay-zaman ve gravitasyonun teorisi olan genel rölativitenin temel kavramlarını tartışmaktır; standart kozmolojinin temelini oluşturan genel rölativite teorisiyle maddenin ve ışığın kütleçekim etkisi altındaki davranışını en iyi biçimde tanımlamaktır. Öğrencilere ayrıca birçok gözlemsel olayın ayrıntılarını Newton’un dinamik kuramıyla kıyaslanamayacak bir isabetle açıklamaktır.
Dersin İçeriğiÖzel rölativite teorisine kısa bir bakış; manifold ve koordinatlar; eğriler ve yüzeyler; koordinat dönüşümleri; kontravaryant tansörler; kovaryant ve karışık tansörler; tansör alanları; tansörlerle temel işlemler; tansör hesapları; Riemann tansörü; metrik; eğrilik tansörü; Einstein tansörü; integral, varyasyon ve simetri; Mach prensibi; eşdeğerlik prensibi; asansör deneyleri; genel kovaryanslık prensibi; minimal kütleçekimsel bağlanma prensibi; genel rölativite alan denklemleri; enerji-momentum tansörü; Schwarzschild çözümü; genel rölativitenin deneysel testleri; kara delikler.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Introducing Einstein’s Relativity, Ray d’Inverno, J. Vickers, Oxford University Press, Haziran 2022, ISBN: 9780198862024.
  • Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relativity, S.Carroll, Cambridge University Press, Ağustos 2019, ISBN-10: 1108488390, ISBN-13: 978-1108488396.
  • General Relativity, I.R. Kenyon, Oxford University Press, 1990, ISBN-10: 0198519966, ISBN-13: 978-0198519966.
  • Basic Concepts in Relativistic Astrophysics, L.Z. Fang, R. Ruffini, World Scientific Pub., 1983, ISBN: 9789813104136.
  • Principles of Cosmology and Gravitation, M.V. Berry, New York, Routledge, Ekim 2017, Ebook ISBN: 9780203742143.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Uzay-zaman kavramını açıklayabileceklerdir.
  2. Tansör cebiri ve tansör hesaplarını öğrenebileceklerdir.
  3. Genel rölativitenin prensiplerini açıklayabileceklerdir.
  4. Genel rölativitenin alan denklemlerini yorumlayabileceklerdir
  5. Genel rölativitenin deneysel testlerini yorumlayabileceklerdir.
  6. Kara delik teorisinin temellerini öğrenebileceklerdir.

Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi

DÖÇ-1DÖÇ-2DÖÇ-3DÖÇ-4DÖÇ-5DÖÇ-6

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Konu Anlatımı: Özel Rölativitenin Postülaları. Lorentz Dönüşümleri. Eşzamanlılık. Uzunluk kısalması. Zaman genleşmesi. Hızların toplamı. İkizler paradoksu. Minkowski uzay-zamanı. Sınıf-içi Uygulama: Lorentz dönüşümleri. Eşzamanlılık. Uzunluk kısalması. Zaman genleşmesi. Hızların toplamı. Sınıf-içi Tartışma: İkizler paradoksu. Minkowski uzay-zamanı. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 2, 3: Özel Rölativite Teorisine Kısa Bir Bakış.
2Konu Anlatımı: Giriş. Manifoldlar ve koordinatlar. Eğriler ve yüzeyler. Koordinat dönüşümleri. Sınıf-içi Uygulama: Eğriler ve yüzeyler. Koordinat dönüşümleri. Sınıf-içi Tartışma: Manifoldlar ve koordinatlar. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 5: Tansör Formalizmi.
3Konu Anlatımı: Kontravaryant tansörler. Kovaryant ve karışık tansörler. Tansör alanları. Tansörlerle temel işlemler. Sınıf-içi Uygulama: Tansörlerle temel işlemler. Kısa Sınav 1: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 5: Tansör Formalizmi.
4Konu Anlatımı: Bir tansörün kısmi türevi. Lie türevi. Afin bağlantı ve kovaryant türev. Afin jeodezikler. Sınıf-içi Uygulama: Lie Türevi. Afin bağlantı ve kovaryant türev.1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 6: Tansör Hesapları.
5Konu Anlatımı: Riemann tansörü. Jeodezik koordinatlar. Afin düzlük. Metrik. Sınıf-içi Tartışma: Afin düzlük. Kısa Sınav 2: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 6: Tansör Hesapları.
6Konu Anlatımı: Metrik jeodezikler. Metrik bağlantı. Metrik düzlük. Eğrilik tansörü. Einstein tansörü. Sınıf-içi Uygulama: Eğrilik tansörü. Einstein tansörü. Sınıf-içi Tartışma: Metrik düzlük. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 6: Tansör Hesapları.
7Konu Anlatımı: Integral, Varyasyon ve Simetri. Sınıf-içi Uygulama: Varyasyon. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 7: İntegral, Varyasyon ve Simetri.
8Ara Sınav 1
9Konu Anlatımı: Mach prensibi. Newton teorisindeki kütle. Sınıf-içi Tartışma: Mach prensibi.1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 9: Genel Rölativitenin Prensipleri.
10Konu Anlatımı: Eşdeğerlik prensibi. Asansör deneyleri. Genel kovaryanslık prensibi. Minimal kütleçekimsel bağlanma prensibi. Karşılıklılık prensibi. Sınıf-içi Uygulama: Asansör deneyleri. Kısa Sınav 3: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 9: Genel Rölativitenin Prensipleri.
11Konu Anlatımı: Genel rölativite alan denklemleri. Yerel olmayan asansör deneyleri. Alan denklemleri. Enerji-momentum tansörü. Toz bulutu, ideal akışkan ve Maxwellenerji-momentum tansörü. Diğer enerji momentum tansörleri. Alan denklemlerin yapısı. Alan denklemlerini yorumlama. Sınıf-içi Tartışma: Yerel olmayan asansör deneyleri. Alan denklemlerini yorumlama. 2. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 12: Enerji Momentum Tansörü.
12Konu Anlatımı: Schwarzschild çözümü. Ara Sınav 2 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 15: Schwarzschild Çözümü.
13Konu Anlatımı: Giriş. Kepler hareketi. Merkür’ün günberi noktasının kayması. Işığın eğilmesi. Gravitasyonel kırmızıya kayma. Işığın gecikmesi. Eötvös deneyi. Gözlenen ve deneysel olayların kronolojisi. Lastik-çarşaf geometrisi. Sınıf-içi Tartışma: Gözlenen ve deneysel olaylar. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 16: Genel Rölativitenin Deneysel Testleri.
14Konu Anlatımı: Kara delikler. Sınıf-içi Tartışma: Kara delikler. 1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 17: Kara Delikler.
15Konu Anlatımı: Konu tekrarı. Sınıf-içi Uygulama: Derste işlenen konuları içeren uygulama yapılması. Kısa Sınav 4: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması.1. İlgili bölümün okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm: 5-6-7-9-10-12-15-16-17.
16Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği410
Ödev
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar250
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar00
Uygulama00
Arazi Çalışması00
Sınıf Dışı Ders Çalışması143
Derse Özgü Staj00
Ödev00
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği42
Projeler00
Sunum / Seminer00
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)215
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)120
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok