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广义相对论基础

广义相对论基础
Introduction to General Relativity
课程编号:S070200J15 课程属性:学科基础课学时/学分:60/3
预修课程:大学理论物理、高等数学
教学目的和要求:
本课程为物理学、天文学研究生的学科基础课,同时也是为今后有可能接触到引力理论的其它学科研究生的学科基础课。

主要介绍爱因斯坦的广义相对论。

使学生具有在今后接触到引力场问题时,能通过阅读有关书籍文献对更深入的问题进行了解的能力。

本课强调弄清物理和几何图像。

本课不涉及引力场量子化、引力和其它作用之统一以及以抽象数学工具表现时空几何等问题。

本课也扼要对广义相对论的观测和实验检验,黑洞问题和宇宙学问题进行简要地介绍。

内容提要:
第一章张量分析基础
张量代数,联络,协变微商,测地线方程,Killing矢量。

第二章引力场方程
引力与度规,引力红移,黎曼曲率张量,Bianchi恒等式,引力场方程。

第三章场方程的应用(Ⅰ)
西瓦兹解,西瓦兹场中质点的运动,光线偏折,引力透镜效应,雷达回波,0Kruskal坐标和黑洞,Keer度规。

第四章场方程的应用(Ⅱ)
宇宙学原理,共动坐标系,Robertson-Walker度规,宇宙学红移,标准宇宙学模型简介。

主要参考书:
1. R, Adler, M.Bagin,M.Schiffer,Introduction to General Relativity(第二版),McGraw-Hill Book Company,New York,1975.
2. 俞允强,《广义相对论引论》,北京大学出版社,北京,1997。

3. S. Weinberg,Gravitation and Cosmology,John Wiley Sons,Inc.,New York,1972.
撰写人:邓祖淦(中国科学院研究生院)
撰写日期:2001年09日。

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