課程資訊
課程名稱
廣義相對論
General Relativity 
開課學期
106-2 
授課對象
理學院  天文物理研究所  
授課教師
王名儒 
課號
AsPhys8017 
課程識別碼
244 D1120 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期一2,3,4(9:10~12:10) 
上課地點
新物111 
備註
1.天文必選 2.在新物111上課
總人數上限:50人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1062AsPhys8017_ 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

1. Gravitational Physics
2. Principles of Special Relativity
3. Special Relativistic Mechanics
4. Equivalence Principle
5. Gravity as Geometry
6. The Description of Curved Spacetime Vectors, Dual Vectors, Tensors
7. Covariant Derivative
8. Riemannian Curvature
9. Einstein Equation
10. The Source of Curvature
11. Geodesics
12. The Geometry Outside a Spherical Star
13. Tests of General Relativity
14. Schwarzschild Black Hole
15. Rotating Black Hole
16. Gravitational Waves
17. Cosmological Models

 

課程目標
待補 
課程要求
待補 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
Relativity (Special, General and Cosmological) Wolfgang Rinder 2nd Edition

 
參考書目
Some easily accessible readings:
1. J. Foster and J.D. Nightingale, A Short Course in General Relativity, 3rd ed,
Springer
(2006). NTU campus access:
http://rd.springer.com/book/10.1007%2F978-0-387-27583-3
2. N. M. J. Woodhouse, General Relativity, Springer (2007). NTU campus access:
http://rd.springer.com/book/10.1007%2F978-1-84628-487-8
3. Benjamin Crowell, General Relativity (2009). Free online access:
http://www.lightandmatter.com/genrel/
4. Sean M. Carroll, Lecture Notes on General Relativity (1997). Free online access:
https://arxiv.org/abs/gr-qc/9712019 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
midterm exam 
30% 
4/9 
2. 
midterm exam 
30% 
5/21 
3. 
final report 
30% 
6/25 
4. 
平時成績 
10% 
包含出席、習題等 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/26  Overview & Special Relativity
(time dilation, length contraction, velocity addition ...etc.) 
第2週
3/05  Lorentz transformation, Minkowski diagram, acceleration transformation & hyperbolic motion, rigid rod motion, 4-vector. 
第3週
3/12  E=mc^2, GZK effect, gravitational time dilation, Compton scattering, Maxwell equations, metric. 
第4週
3/19  Vector, tensor, spacetime curvature, rotating disk. 
第5週
3/26  Christoffel symbol, geodesic equation, 考前複習 
第6週
4/02  溫書假 
第7週
4/09  Midterm 
第8週
4/16  Geodesic coordinates, differentiation, Riemann curvature 
第9週
4/23  Bianchi identity, energy momentum stress tensor, Einstein field equations 
第10週
4/30  Schwarzschild solution, gravitational frequency shift 
第11週
5/07  Birkhoff theorem, distance, Flamm paraboloid, massive particle path, precession, photon orbits. 
第12週
5/14  Light deflection, massive particles free falling, Eddington-Finkelstein metric, Rindler space, Kruskal coordinate, 考前複習  
第13週
5/21  Midterm 
第14週
5/28  Gravitational wave, TT gauge, modified Schwarzschild solution. 
第15週
6/04  de Sitter / Anti-de Sitter space, cosmology basic facts, Hubble constant, FRW metric. 
第16週
6/11  Cosmological redshift, horizons, observables, dynamics of FRW universes. 
第17週
6/18  端午節放假