課程資訊
課程名稱
微分幾何及其在物理的應用
Introduction to differential geometry for physicists 
開課學期
100-2 
授課對象
理學院  物理學研究所  
授課教師
胡崇德 
課號
Phys5045 
課程識別碼
222 U2180 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期五6,7(13:20~15:10) 
上課地點
新物833 
備註
「開放式課程」。
總人數上限:20人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1002diffgeo 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
本課程尚未建立核心能力關連
課程大綱
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課程概述

Introduction to tensor analysis in curvilinear coordinate systems, differential forms, differential geometry, Berry's phase and other applications of geometrical ideas in physics 

課程目標
To prepare the students for modern differential and integral calculus and their applications in modern physics. 
課程要求
修過應用數學一、應用數學二、應用數學三或高等微積分

elementary quantum mechanics 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
 
參考書目
"Mathematical Methods for Physicists", by Arfken and Weber, 6th Edition, Sections 2.10, 2.11, 4.8

“Differential Forms with Applications to the Physical Sciences”, by Harley Flanders,

“Mathematical Methods of Physics”, by Mathews and Walker, 2nd Edition, Chapter 15

“Modern Quantum Mechanics”, by J. J. Sakurai, Revised Edition, Supplement I: Adiabatic Change and Geometric Phase

"Solid State Physics", by Grosso and Parracivini, Chapter VIII

“A Mathematical Gift, I”, by K. Ueno, K. Shiga and S. Morita, Chapter 1: Invitation to Topology

“Studies in Global Geometry and Analysis”, by S. S. Chern

"Geometry, Topology and Physics", by M Nakahara

“Topology and Geometry for Physicists”, C. Nash and S. Sen
 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
Homework 
50% 
 
2. 
Presentation 
20% 
 
3. 
Exam 
30% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/24  Organizational meeting, course overview 
第2週
3/02  Euler characteristic, curvature of surface 
第3週
3/09  Intuitive discussion of Gauss-Bonnet , Poincare-Hop theorems 
第4週
3/16  Adiabatic principle and Berry phase 
第5週
3/23  Berry’s curvature-analysis and topology 
第6週
3/30  Classical tensor analysis, connection and curvature
 
第7週
4/06  Model of gauge interaction in electronic-nuclear systems 
第8週
4/13  Differential forms 
第9週
4/20  Homology and cohomology groups
 
第10週
4/27  Spin Hamiltonians and fiber bundles
 
第11週
5/04  Differential geometry of surface 
第12週
5/11  Global geometry of surface 
第13週
5/18  Geometry of fiber bundles
 
第14週
5/25  Characteristic classes 
第15週
6/01  Harmonic forms 
第16週
6/08  Index theorem-application to polyacetylene and graphene 
第17週
6/15  Review