Berlin 1997 – wissenschaftliches Programm

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DD: Didaktik der Physik

DD 7: Sitzung 7

DD 7.4: Vortrag

Dienstag, 11. März 1997, 15:20–15:40, PN 203

Spezielle Relativitätstheorie als Geometrie von Kegelschnitten — •A. Pflug — Lehrstuhl für Didaktik der Physik, Universität Dortmund

Die übliche Darstellung der Speziellen Relativitätstheorie durch algebraische Formeln, die in einem bestimmten inertialen Bezugssystem gelten, aber durch Anwendung geeigneter Transformationsformeln auf jedes andere Koordinatensystem umgerechnet werden können, verschleiert im Grunde genommen den eigentlich geometrischen Charakter dieser Theorie, weil die Kovarianz aller physikalischen Aussagen nur indirekt und auf formalem Wege eingesehen werden kann. Eine explizit koordinatenunabhängige, formelfreie Geometrisierung der Speziellen Relativitätstheorie, welche die visuell orientierte rechte Gehirnhälfte direkt anspricht, macht relativistische Strukturen unmittelbar anschaulich. Zu diesem Zweck ist eine dreidimensionale Raumzeit, also eine räumliche Zweidimensionalität erforderlich, welche die Gedankenkonstruktion von Lichtuhren ermöglicht und topologisch der realen vierdimensionalen Raumzeit weitestgehend analog ist. Die einem inertialen Beobachter entsprechende Ereignismenge “Einheitskreis zu fester Eigenzeit” ergibt sich dabei durch den Schnitt von zwei kegelförmigen Lichtkegeln in einer dreidimensionalen euklidischen Raumzeit.