¿Cuánto deben saber las matemáticas y la física antes de estudiar la relatividad especial?

Comprender la Relatividad Especial requiere fundamentalmente un cambio radical en la intuición, en cualquier nivel matemático. Hay físicos que trabajan con entrenamiento matemático avanzado que realmente no entienden SR.

De todos modos, una comprensión matemática más profunda de la RS se mejoraría al comprender la teoría de grupos, las formas diferenciales y el análisis tensorial.

Dicho esto, el texto de relatividad de AP French es un libro básico y no requiere muchos antecedentes matemáticos y, de hecho, parece que estás matemáticamente sobrecualificado.

En lo que respecta a conocer E&M, parece incomprensible no saber E&M, ya que SR es para E&M lo que el ADN es para la biología, pero, por supuesto, puede aprender la relatividad primero y luego tener E&M como un desierto magnífico.

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Una nota sobre los libros (si está interesado)

El francés es un buen lugar para comenzar, aunque si está interesado en utilizar un texto clásico, creo que Rindler es una mejor opción: Introducción a la Relatividad Especial (Publicaciones de la Ciencia de Oxford): Wolfgang Rindler: 9780198539520: Amazon.com: Libros

Aquí hay algunos otros libros, con énfasis matemático, que están al mismo nivel:

RELATIVIDAD ESPECIAL PARA PRINCIPIANTES: Un libro de texto para estudiantes universitarios: Jurgen Freund: 9789812771599: Amazon.com: Libros

Amazon.com: La Geometría de la Relatividad Especial (9781466510470): Tevian Dray: Libros

Algunos excelentes libros con un sabor matemático más avanzado.

Relatividad especial en marcos generales: de partículas a astrofísica (textos de posgrado en física): Eric Gourgoulhon: 9783642372759: Amazon.com: Libros

Relatividad especial: una introducción con 200 problemas y soluciones: Michael Tsamparlis: 9783642038365: Amazon.com: Libros

Relatividad especial (Springer Undergraduate Mathematics Series): NMJ Woodhouse: 9781852334260: Amazon.com: Libros

Por supuesto, debe conocer conceptos básicos como Unidades y Dimensiones … Luego, lleno de Cinemática, Secciones cónicas y 3D (para relatividad general) Cálculo diferencial, Mecánica suficiente, Gravitación y resumen de cualquier otro tema (no sé particularmente, pero si es necesario, mientras entendiendo la teoria de la relatividad). Y sí … una cosa más … no te quedes con las ideas de estos temas … ten suficiente espacio en tu mente para aceptar lógicamente nuevas ideas … La teoría especial se ocupa de la desviación en el tiempo debido al cambio en la velocidad. Te da algo como esto,


Al aire libre
T ‘es el tiempo desviado …
Al observar la ecuación puedes entender las matemáticas requeridas en ella. La física incluye la comprensión …
Espero que haya ayudado 🙂

Se enseña comúnmente en el primer año, por lo que las matemáticas requeridas no son tan sofisticadas.

Dos libros excelentes que hacen un muy buen trabajo:

  • Taylor y Wheeler, Física del espacio-tiempo
  • Purcell y Morin, Electricidad y Magnetismo ; o puede obtener la edición de 1986 de Purcell solo. Probablemente sea igual de bueno y más barato.

La relatividad especial es un desafío en términos de comprensión, matemáticas.

El álgebra es el nivel principal de matemáticas que necesitas. Las matrices son un plus. Cálculo para algunos posibles problemas.

En física, quieres tener la física de primer año abajo. Preferiblemente con cálculo. Mecánica y electrodinámica.

Lo primero y lo más importante es la imaginación, no solo confíe en las teorías ya expuestas por personas que intentan imaginar, explorar y entender a su máxima capacidad. Y sí, debe estar familiarizado con los capítulos del 11 y 12 para que los términos que se dicen y describan sean fáciles de entender a primera vista.

Pero prefiero la imaginación para aprender sobre el espacio y el tiempo y sus efectos, principalmente porque nos hace pensar más profundamente y, a veces, contradecirnos y disfrutar del proceso de aprendizaje. Personalmente disfruto el proceso de aprendizaje en lugar de tener conocimiento sobre él.

Gracias por A2A ..

He respondido a esta pregunta: ¿Qué conceptos de física necesitan estudiar la teoría de la relatividad?

Para más detalles puedes comentar.

Si puede derivar el teorema cuadrático, tiene todas las matemáticas que necesita. En cuanto a la física, el STR es prácticamente su propio tema. Principalmente debe poder pensar con mucho cuidado y estar dispuesto a cambiar su intuición por una lógica estricta. El STR requerirá que reconsidere algunas cosas que siempre ha dado por sentado, como la universalidad de la declaración: “Estos eventos en diferentes lugares ocurren al mismo tiempo”.

Y, como señala Anil, debe estar familiarizado con suficientes mecánicos clásicos para adquirir el lenguaje en el que se describe el STR.

Sorprendentemente poco. Creo que llegamos a la relatividad especial en el primer trimestre del primer año, como un seguimiento natural de la cinemática general. Así que lo hacíamos principalmente en matemáticas de secundaria y en un curso corto de cálculo.

Pero luego tuvimos un maestro maravilloso, que conocía su ciencia de adentro hacia afuera, y enseñó desde una profunda comprensión que todas las ciencias están vinculadas.