Boswell-Bèta, Daltonlaan 400, 3584 BK Utrecht

Als objecten met zeer hoge snelheden beweging, blijkt de klassieke mechanica niet meer correct. In dat geval moeten we de relativiteitstheorie van Einstein toepassen, die het concept van relativiteit van beweging nog belangrijker maakt dan Newton dat deed. Deze theorie heeft vergaande consequenties voor onze beschrijving van wat ruimte en tijd zijn. We zullen moeten leren hoe we de metingen aan lengtes en tijdsduren van verschillende waarnemers met elkaar kunnen vergelijken, met behulp van de zogenaamde Lorentz transformaties. We zullen ook de begrippen van energie en impuls moeten aanpassen aan deze nieuwe theorie, om botsingen bij zeer hoge snelheden (zoals bijvoorbeeld in deeltjesversnellers) te kunnen beschrijven.

Na afronding van de cursus ben je:

• vertrouwd met het toepassen met vectoren in relativiteitstheorie en het tekenen en toepassen van ruimtetijd diagrammen.
• bekend met de postulaten van de relativiteitstheorie, de tijdsdilatatie en de lengtecontractie en ben je in staat om aan de hand hiervan zelfstandig opgaven op te lossen.
• vertrouwd met het klassieke en het relativistische Doppler-effect, de wet van de optelling van relativistische snelheden en kan dit toepassen in concrete situaties.
• bekend de Galileo en Lorentz transformaties en kan je deze begrippen/transformaties toe passen in concrete situaties.
• vertrouwd met de begrippen van relativistische energie en impuls voor (massieve en massaloze) deeltjes. Je kent de relevante behoudswetten van deze grootheden en kan ze toepassing op de beweging, botsingen en vervalsprocessen van deeltjes.

• Kennisclips
• Collegedictaat
• Werkcollegebundel
• Uitwerkingen van werkcollegeopgaven

Dries van Oosten (UU) en John Heise (SRON)

• Deeltjes en interacties van het Standaard model van de elementaire deeltjesfysica.
• Interacties met behulp van Feynmandiagrammen. Overzicht van de beginselen van verstrooiingstheorie.
• Opbouw van hadronen uit quarks en van atoomkernen uit nucleonen, beiden zowel spectropscopisch als dynamisch.
• Opbouw van kernen aan de hand van de semi-empirische massaformule en verstrooiingsexperimenten and hun radioactieve vervallen.

De student kent/kan:

• De deeltjes van het Standaard Model en hun quantumgetallen
• De symmetrieen en interacties van het Standaard Model en hun behouden stromen
• De quantumsubstitutie leidend tot relativistische quantummechanica en de relatie tot antideeltjes
• kracht als deeltjesuitwisseling en Feynmandiagrammen
• De beginselen van deeltjesverstrooiing en berekening van aantallen interacties als functie van de verstrooiingshoek
• Diepinelastische verstrooiing en de relatie, via Fouriertransformatie, tussen gemeten hoekverdeling en ruimtelijke verdeling van nucleonen in de kern en van quarks in nucleonen
• De opbouw van hadronen uit quarks in QCD
• De zwakke wisselwerking en beta verval
• De semi-empirische massaformule voor atoomkernen en de interpretatie van de verschillende bindingsenergie termen
• radioactiviteit, alfa, beta en gamma verval, activiteitseenheden en berekeningen van stralingsniveaux, alfa verval als quantumtunneling
• Kernfusie en kernsplitsing
• Radiotoxiciteit

•  Syllabus met voorkennis
•  Syllabus met lesstof
•  Syllabus met uitbreidingsmateriaal
•  Voorkennis test met uitwerkingen
•  Uitwerkingen van opgaven in de lesstof syllabus
•  Powerpoint slides van de responsiecolleges
•  Videoopnamen van de responsiecolleges in 2017

Pre Corona: schriftelijk met open vragen vooral gericht op concepten

Corona: take-home tentamen waarin een spiekbrief moet worden gemaakt en een (inhoudelijk) lesplan, met een interactieve sessie om te testen of het take-home tentamen zelfstandig is gemaakt en begrepen.

Post Corona: nog nader af te stemmen met SRT

Ronald Kleiss en Nicolo de Groot(RU)