בקורס "תורת היחסות: מסע מרתק אל גבולות המרחב והזמן" נלמד על התיאוריות הפיזיקליות שמדענים רבים מגדירים כתיאוריות "המורכבות והאלגנטיות ביותר אי פעם" – תורת היחסות הפרטית ותורת היחסות הכללית, שניסח המדען הגדול ביותר בהיסטוריה – אלברט איינשטיין. במהלך הקורס, נצלול לעומקם של המושגים והעקרונות המהפכניים העומדים בבסיס התיאוריה היחסותית, כגון כבידה, שקילות מסה-אנרגיה, ועקמומיות המרחב-זמן, תוך חקירה מעמיקה של תופעות טבע מרתקות שהוסברו לראשונה באמצעות תורות אלו, כגון חורים שחורים וגלי כבידה. נבחן בקפידה את הקשרים המורכבים, ההשלכות המרחיקות לכת והסתירות המאתגרות בין תורת היחסות לבין תיאוריות פיזיקליות מודרניות אחרות, ובראשן תורת הקוונטים והמודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים. הקורס יחשוף את הסטודנטים לקשר המרתק בין עקרונות היחסות לבין פיתוחים טכנולוגיים מתקדמים ונפוצים בחיי היומיום, כגון מערכות ניווט לוויניות (GPS), מכשירי ניטור מהירות מבוססי מכ"ם, מסכי טלוויזיה מתקדמים וכורים גרעיניים, תוך הדגשת החשיבות המכרעת של הבנת עקרונות היחסות בפיתוח וביישום טכנולוגיות אלו. לאורך הקורס, נקיים שיח ביקורתי ומעמיק על דרכי החשיבה והפעולה הייחודיות של איינשטיין, נבחן את האתגרים הרבים שעמדו בדרכו לגדולה, ונעמוד על תרומתו המכרעת להתפתחות המדע המודרני. מטרות הקורס כוללות הקניית יכולת מעמיקה לתאר ולהסביר את העקרונות והגדלים הפיזיקליים המאפיינים את התיאוריה היחסותית, פיתוח הבנה מעמיקה של האופן שבו באות לידי ביטוי השפעות יחסותיות בטכנולוגיות מתקדמות, ופתיחת צוהר רחב לעולמות הפיזיקה וההנדסה המודרניים. הקורס מדגיש את החשיבות והפוטנציאל האינסופי הגלום בתחומים אלה לקידום החברה האנושית, תוך פיתוח מיומנויות חשיבה יצירתית ופתרון בעיות מורכבות, החיוניות להתפתחות אינטלקטואלית ומקצועית. מתוך שאיפה לעורר סקרנות עמוקה ומוטיבציה גבוהה, הקורס מכוון להכשיר את הסטודנטים להשתלבות מוצלחת בחזית המחקר המדעי ובתעשיית ההיי-טק עתירת הידע, תוך הדגשת התרומה המכרעת של תורת היחסות להבנתנו את היקום ולהתפתחות הטכנולוגית המואצת של המאה ה-21.
* הקורס יותאם לרמת כל שכבת גיל.
"Theory of Relativity: A Fascinating Journey to the Boundaries of Space and Time"
In this course, we will explore the physical theories that many scientists describe as "the most complex and elegant theories ever" – the Special Theory of Relativity and the General Theory of Relativity, formulated by the greatest scientist in history – Albert Einstein. Throughout the course, we will delve deeply into the revolutionary concepts and principles underlying relativistic theory, such as gravity, mass-energy equivalence, and space-time curvature, while thoroughly investigating fascinating natural phenomena first explained by these theories, such as black holes and gravitational waves.
We will carefully examine the complex relationships, far-reaching implications, and challenging contradictions between the theory of relativity and other modern physical theories, primarily quantum theory and the Standard Model of particle physics. The course will expose students to the fascinating connection between relativity principles and advanced technological developments common in everyday life, such as satellite navigation systems (GPS), radar-based speed monitoring devices, advanced television screens, and nuclear reactors, emphasizing the crucial importance of understanding relativity principles in developing and implementing these technologies.
Throughout the course, we will engage in critical and in-depth discourse on Einstein's unique ways of thinking and action, examine the many challenges he faced on his path to greatness, and recognize his crucial contribution to the development of modern science. Course objectives include imparting a deep ability to describe and explain the physical principles and quantities characterizing relativistic theory, developing a profound understanding of how relativistic effects are manifested in advanced technologies, and opening a wide window into the worlds of modern physics and engineering.
The course emphasizes the importance and infinite potential inherent in these fields for advancing human society, while developing creative thinking skills and solving complex problems, essential for intellectual and professional development. Aiming to arouse deep curiosity and high motivation, the course is designed to prepare students for successful integration into the forefront of scientific research and the knowledge-intensive high-tech industry, emphasizing the crucial contribution of the theory of relativity to our understanding of the universe and the accelerated technological development of the 21st century.
* The course material will be tailored to the age of the learners.