Uvod v splošno teorijo relativnosti s poudarkom na uporabi Schwarzschildove metrike za učitelje fizikeVičar, Veronika (Avtor) Kregar, Ambrož (Mentor) splošna teorija relativnostiSchwarzschildova metrikaukrivljenost prostora-časagravitacijsko poljepodaljšanje časarelativnostna teorijaV magistrskem delu predstavimo osnovne koncepte splošne teorije relativnosti s poudarkom na uporabi Schwarzschildove metrike. Tematiko razložimo v obsegu in na nivoju, ki je primeren za učitelje fizike z namenom pridobitve bolj poglobljenega znanja o tej temi. To bi doprineslo k večji uporabnosti obravnavane teme, predvsem v primerih, ko imajo učenci vprašanja v zvezi s koncepti teorije relativnosti in astronomije. V prvem delu predstavimo osnove posebne teorije relativnosti; razložimo pojme podaljšanje časa, skrajšanje dolžin, prostor Minkowskega oziroma raven štirirazsežni prostor-čas in polna energija. Nato obravnavamo temeljne koncepte splošne teorije relativnosti: načelo ekvivalentnosti, ukrivljenost prostora-časa, metrični tenzor, geodetsko krivuljo in fenomenološki opis Einsteinovih enačb gravitacijskega polja. Jedro magistrskega dela obsega predstavitev in izpeljavo Schwarzschildove metrike, ki je rešitev Einsteinovih enačb gravitacijskega polja statične sferično simetrične mase, kot so na primer zvezde in planeti. Opisuje torej geometrijo ukrivljenega prostora-časa v okolici sferično simetrične mase. V nadaljevanju predstavimo delovanje satelitskega navigacijskega sistema GPS, kjer zaradi učinka podaljšanja časa v gravitacijskem polju Zemlje uporabimo Schwarzschildovo metriko za korekcijo GPS signala. Schwarzschildovo metriko uporabimo še za izpeljavo treh klasičnih testov splošne teorije relativnosti: gravitacijskega rdečega premika, odklona svetlobe ob sferično simetrični masi (zvezdi) in precesije Merkurjevega perihelija. Navedene pojave tudi kvalitativno opišemo. V povezavi z odklonom svetlobe v gravitacijskem polju na kratko predstavimo gravitacijsko lečenje in opišemo Nasino misijo, v kateri želijo uporabiti Sonce kot gravitacijsko lečo za opazovanje eksoplanetov.V. Vičar20252025-06-14 08:30:59Magistrsko delo/naloga169893sl