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Sector Models - A Toolkit for Teaching General Relativity. Part 1: Curved Spaces and Spacetimes

机译:部门模型 - 广义相对论教学工具包。第1部分:   弯曲的空间和时空

摘要

Teaching the general theory of relativity to high school or undergraduatestudents must be based on an approach that is conceptual rather thanmathematical. In this paper we present such an approach that requires no morethan elementary mathematics. The central idea of this introduction to generalrelativity is the use of so-called sector models. Sector models describe curvedspaces the Regge calculus way by subdivision into blocks with euclideangeometry. This procedure is similar to the approximation of a curved surface byflat triangles. We outline a workshop for high school and undergraduatestudents that introduces the notion of curved space by means of sector modelsof black holes. We further describe the extension to sector models of curvedspacetimes. The spacetime models are suitable for learners with a basicknowledge of special relativity. For online teaching materials, seehttp://www.spacetimetravel.org . ----- F\"ur die Vermittlung der Allgemeinen Relativit\"atstheorie in der Schule, imGrund- oder im Nebenfachstudium besteht das Anliegen, eine fachlichbefriedigende Darstellung zu geben, die nicht mehr als Schulmathematikvoraussetzt. Wir stellen in diesem Beitrag einen solchen Zugang vor. Daszentrale Werkzeug unserer Einf\"uhrung sind sogenannte Sektormodelle, diegekr\"ummte R\"aume im Sinne des Regge-Kalk\"uls durch eine Zerlegung inkleine, ungekr\"ummte Sektoren beschreiben, \"ahnlich der Triangulierung einergekr\"ummten Fl\"ache. Wir schildern einen Workshop f\"ur Sch\"uler/innen undStudierende, in dem gekr\"ummte R\"aume anhand von Sektormodellen SchwarzerL\"ocher eingef\"uhrt werden. Wir beschreiben ferner die Erweiterung aufSektormodelle gekr\"ummter Raumzeiten. Raumzeitliche Sektormodelle setzenGrundkenntnisse der Speziellen Relativit\"atstheorie voraus. Online-Materialienunter http://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de .
机译:向高中或本科生教授相对论的一般理论必须基于一种概念性而非数学性的方法。在本文中,我们提出了一种只需要基础数学的方法。广义相对论导论的中心思想是使用所谓的部门模型。扇形模型通过使用欧氏测角法细分为块来描述Regge演算方式的弯曲空间。此过程类似于通过平面三角形近似曲面。我们概述了一个针对高中生和大学生的研讨会,该研讨会通过黑洞的扇区模型介绍了弯曲空间的概念。我们进一步描述了对弯曲时空扇区模型的扩展。时空模型适合具有相对论基本知识的学习者。有关在线教材,请参见http://www.spacetimetravel.org。 -----舒尔大学的理智理论,内森的神经学理论,安赫尔根的神经学理论,达斯泰伦的祖学理论,以及哲学史。 Wis stellen在Diesem Beitrag einen solchen Zugang中。 Daszentrale Werkzeug取消评论人Einf \“ uhrung sind sogenannte Sektormodelle,diegekr \” ummte R \“ aume im Sinne des Regge-Kalk \” uls durch eine Zerlegung inkleine,ungekr \“ ummte Sektoren escherungung \” \“疼痛。威尔·希尔德·艾因工作室(School Einen Workshop),位于乌姆(Derge),乌姆(Emme)和施瓦茨(SchwarzerL)共同合作。不可抗拒的因素是“ Raumzeiten”。RaumzeitlicheSektormodelle设置了“理论论点”(Grundkenntnisse der Speziellen Relativit)。 Online-Materialienunter http://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de。

著录项

  • 作者

    Zahn, C.; Kraus, U.;

  • 作者单位
  • 年度 2014
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 {"code":"en","name":"English","id":9}
  • 中图分类

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