廣義相對論 課程教學(xué)大綱

1、1廣義相對論課程教學(xué)大綱一、課程說明一、課程說明（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；課程名稱：廣義相對論所屬專業(yè)：理論物理專業(yè)課程性質(zhì)：專業(yè)方向必修課學(xué)分：3（二）課程簡介、目標(biāo)與任務(wù)；‘Einstein在1915年創(chuàng)建的廣義相對論是關(guān)于時(shí)間—空間的性質(zhì)與物質(zhì)及其運(yùn)動相互依賴關(guān)系的學(xué)說，是建立在廣義協(xié)變性要求，等效原理和黎曼幾何基礎(chǔ)上的引力理論和宏觀物質(zhì)運(yùn)動理論。廣義相對論就其創(chuàng)造性和理論的深刻程度來說，都是非凡的和令人驚奇的，這

2、一理論不僅對牛頓力學(xué)的核心內(nèi)容（牛頓方程和萬有引力）給予了統(tǒng)一和深刻的解釋，還預(yù)言了許多牛頓力學(xué)所不能解釋的新物理效應(yīng)，并為以后的天文觀測和實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。本課程主要介紹廣義相對論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、基本概念和基礎(chǔ)知識以及廣義相對論的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生深入了解和掌握廣義相對論的知識，為進(jìn)一步深造打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，并能夠應(yīng)用到研究工作中。（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接；先修課程包括：理論力學(xué)、電動力學(xué)

3、。先修課程是該課程的理論基礎(chǔ)。（四）教材與主要參考書。教材教材：廣義相對論講義，段一士主要參考書主要參考書：1.《廣義相對論》，劉遼，高等教育出版社2.《微分幾何入門與廣義相對論》，梁燦彬，科學(xué)出版社3.《Gravitation》，C.W.MisnerK.S.ThneJ.A.Wheeler，W.H.Freemancompany4.《GeneralRelativity》RobertM.WaldTheUniversityofChicagoP

4、ress34.5固有時(shí)與引力頻移4.6恒星演化與黑洞4.7致密星4.8黑洞第五章第五章現(xiàn)代宇宙學(xué)簡介（現(xiàn)代宇宙學(xué)簡介（7學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）5.1RobertsonWalker度規(guī)5.2RW度規(guī)和宇宙基本特征5.3現(xiàn)代宇宙論的動力學(xué)5.4膨脹宇宙的熱力學(xué)（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配該課程教學(xué)方法為課堂講授。學(xué)時(shí)分配如下：第一章引言（2學(xué)時(shí)）第二章黎曼幾何（12學(xué)時(shí)）第三章愛因斯坦引力場方程（15學(xué)時(shí)）第四章引力場方程的中心球?qū)ΨQ解與新引力效應(yīng)（18

5、學(xué)時(shí)）第五章現(xiàn)代宇宙學(xué)簡介（7學(xué)時(shí)）（二）內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：張量，協(xié)變微商，曲率，撓率，度規(guī)張量，微分形式，不變體元，廣義相對論基本原理，短程線方程，牛頓近似，愛因斯坦引力場方程及其作用量，中心球?qū)ΨQ解，新引力效應(yīng)，恒星演化，黑洞熱力學(xué)，現(xiàn)代宇宙學(xué)【重點(diǎn)掌握】：短程線方程，愛因斯坦引力場方程及其作用量【掌握】：張量，協(xié)變微商，曲率，撓率，度規(guī)張量，牛頓近似，微分形式，不變體元【了解】：廣義相對論基本原理，中心球?qū)ΨQ解，新引力效應(yīng)【