Curvature in Mathematics and Physics

Author: Shlomo Sternberg

Publisher: Courier Corporation

ISBN: 0486292711

Category: Mathematics

Page: 416

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Expert treatment introduces semi-Riemannian geometry and its principal physical application, Einstein's theory of general relativity, using the Cartan exterior calculus as a principal tool. Prerequisites include linear algebra and advanced calculus. 2012 edition.

Differentialgeometrie, Topologie und Physik

Author: Mikio Nakahara

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662453002

Category: Science

Page: 597

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Differentialgeometrie und Topologie sind wichtige Werkzeuge für die Theoretische Physik. Insbesondere finden sie Anwendung in den Gebieten der Astrophysik, der Teilchen- und Festkörperphysik. Das vorliegende beliebte Buch, das nun erstmals ins Deutsche übersetzt wurde, ist eine ideale Einführung für Masterstudenten und Forscher im Bereich der theoretischen und mathematischen Physik. - Im ersten Kapitel bietet das Buch einen Überblick über die Pfadintegralmethode und Eichtheorien. - Kapitel 2 beschäftigt sich mit den mathematischen Grundlagen von Abbildungen, Vektorräumen und der Topologie. - Die folgenden Kapitel beschäftigen sich mit fortgeschritteneren Konzepten der Geometrie und Topologie und diskutieren auch deren Anwendungen im Bereich der Flüssigkristalle, bei suprafluidem Helium, in der ART und der bosonischen Stringtheorie. - Daran anschließend findet eine Zusammenführung von Geometrie und Topologie statt: es geht um Faserbündel, characteristische Klassen und Indextheoreme (u.a. in Anwendung auf die supersymmetrische Quantenmechanik). - Die letzten beiden Kapitel widmen sich der spannendsten Anwendung von Geometrie und Topologie in der modernen Physik, nämlich den Eichfeldtheorien und der Analyse der Polakov'schen bosonischen Stringtheorie aus einer gemetrischen Perspektive. Mikio Nakahara studierte an der Universität Kyoto und am King’s in London Physik sowie klassische und Quantengravitationstheorie. Heute ist er Physikprofessor an der Kinki-Universität in Osaka (Japan), wo er u. a. über topologische Quantencomputer forscht. Diese Buch entstand aus einer Vorlesung, die er während Forschungsaufenthalten an der University of Sussex und an der Helsinki University of Sussex gehalten hat.

Dirac-Operatoren in der Riemannschen Geometrie

Mit einem Ausblick auf die Seiberg-Witten-Theorie

Author: Thomas Friedrich

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322803023

Category: Mathematics

Page: 207

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Dieses Buch entstand nach einer einsemestrigen Vorlesung an der Humboldt-Universität Berlin im Studienjahr 1996/ 97 und ist eine Einführung in die Theorie der Spinoren und Dirac-Operatoren über Riemannschen Mannigfaltigkeiten. Vom Leser werden nur die grundlegenden Kenntnisse der Algebra und Geometrie im Umfang von zwei bis drei Jahren eines Mathematik- oder Physikstudiums erwartet. Ein Anhang gibt eine Einführung in das aktuelle Gebiet der Seiberg-Witten-Theorie.

Anschauliche Geometrie

Author: David Hilbert,Stefan Cohn-Vossen

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662366851

Category: Mathematics

Page: 312

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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

Differentialgeometrie von Kurven und Flächen

Author: Manfredo P. do Carmo

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322850722

Category: Technology & Engineering

Page: 263

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Inhalt: Kurven - Reguläre Flächen - Die Geometrie der Gauß-Abbildung - Die innere Geometrie von Flächen - Anhang

Elementare Differentialgeometrie

Author: Christian Bär

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110224593

Category: Mathematics

Page: 356

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This textbook presents an introduction to the differential geometry of curves and surfaces. This second, revised edition has been expanded to include solutions and applications in cartography. Topics include Euclidean geometry, curve theory, surface theory, curvature concepts, minimal surfaces, Riemann geometry and the Gauss-Bonnet theorem.

Lehr- und Wanderjahre eines Mathematikers

Aus dem Französischen von Theresia Übelhör

Author: André Weil

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034850476

Category: Science

Page: 212

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Mein Leben, oder zumindest das, was diesen Namen verdient -ein außer gewöhnlich glückliches Leben mit einigen Schicksalsschlägen -erstreckte sich auf die Zeit zwischen dem 6. Mai 1906, dem Tag meiner Geburt, und dem 24. Mai 1986, dem Todestag meiner Frau und Gefährtin Eveline. Wenn auf diesen Seiten, die ihr gewidmet sind, von meiner Frau recht wenig die Rede sein wird, heißt das nicht, daß sie in meinem Leben und in meinen Gedanken einen geringen Platz eingenommen hätte. Sie war im Gegenteil, beinahe vom Tag unserer ersten Begegnung an, so eng damit verwoben, daß von mir oder von ihr zu sprechen ein und dasselbe ist. Ihre Anwesenheit beziehungsweise ihre Abwesenheit bestimmte die Textur meines ganzen Lebens. Was könnte ich anderes dazu sagen, als daß unsere Ehe eine von jenen war, die La Rochefoucauld Lügen strafen? »Fulsere vere candidi mihi soles . . . . « Ebenso wird meine Schwester kaum erwähnt werden. Es ist schon lange her, daß ich meine Erinnerungen an sie Simone Petrement mitgeteilt habe, die sie in ihre gute Biographie La vie de Simone Weil einfließen ließ, wo man viele Einzelheiten über unsere gemeinsame Kindheit erfahren kann, und es wäre unnötig, dies hier zu wiederholen. Als Kinder waren wir unzertrennlich, aber ich war der große Bruder und sie die kleine Schwester. Später waren wir selten zusammen, und meist sprachen wir in scherzhaftem Ton miteinander, denn sie hatte ein fröhliches und humorvolles Naturell, wie alle, die sie kannten, bestätigt haben.

Gravitational Curvature

An Introduction to Einstein's Theory

Author: Theodore Frankel

Publisher: Courier Corporation

ISBN: 0486481212

Category: Science

Page: 172

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This classic text and reference monograph applies modern differential geometry to general relativity. A brief mathematical introduction to gravitational curvature, it emphasizes the subject's geometric essence and stresses the global aspects of cosmology. Suitable for independent study as well as for courses in differential geometry, relativity, and cosmology. 1979 edition.

Curvature and variational modeling in physics and biophysics

Santiago de Compostela, Spain, 17-28 September 2007

Author: Óscar J. Garay,American Institute of Physics

Publisher: Amer Inst of Physics

ISBN: 9780735405219

Category: Mathematics

Page: 255

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The School was mainly addressed to young researchers coming from different disciplines with a common interest in variational problems defined by curvature energy functionals. Curves and surfaces obtained as critical points of these functionals are investigated from a theoretical and numerical point of view. Applications are shown in Geometry, Physics and Biophysics. An elementary background in Differential Geometry and Variational Calculus is assumed.

Differential Geometry

Bundles, Connections, Metrics and Curvature

Author: Clifford Henry Taubes

Publisher: OUP Oxford

ISBN: 0191621226

Category: Mathematics

Page: 312

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Bundles, connections, metrics and curvature are the 'lingua franca' of modern differential geometry and theoretical physics. This book will supply a graduate student in mathematics or theoretical physics with the fundamentals of these objects. Many of the tools used in differential topology are introduced and the basic results about differentiable manifolds, smooth maps, differential forms, vector fields, Lie groups, and Grassmanians are all presented here. Other material covered includes the basic theorems about geodesics and Jacobi fields, the classification theorem for flat connections, the definition of characteristic classes, and also an introduction to complex and Kähler geometry. Differential Geometry uses many of the classical examples from, and applications of, the subjects it covers, in particular those where closed form expressions are available, to bring abstract ideas to life. Helpfully, proofs are offered for almost all assertions throughout. All of the introductory material is presented in full and this is the only such source with the classical examples presented in detail.

Differential Geometry

Connections, Curvature, and Characteristic Classes

Author: Loring W. Tu

Publisher: Springer

ISBN: 3319550845

Category: Mathematics

Page: 347

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This text presents a graduate-level introduction to differential geometry for mathematics and physics students. The exposition follows the historical development of the concepts of connection and curvature with the goal of explaining the Chern–Weil theory of characteristic classes on a principal bundle. Along the way we encounter some of the high points in the history of differential geometry, for example, Gauss' Theorema Egregium and the Gauss–Bonnet theorem. Exercises throughout the book test the reader’s understanding of the material and sometimes illustrate extensions of the theory. Initially, the prerequisites for the reader include a passing familiarity with manifolds. After the first chapter, it becomes necessary to understand and manipulate differential forms. A knowledge of de Rham cohomology is required for the last third of the text. Prerequisite material is contained in author's text An Introduction to Manifolds, and can be learned in one semester. For the benefit of the reader and to establish common notations, Appendix A recalls the basics of manifold theory. Additionally, in an attempt to make the exposition more self-contained, sections on algebraic constructions such as the tensor product and the exterior power are included. Differential geometry, as its name implies, is the study of geometry using differential calculus. It dates back to Newton and Leibniz in the seventeenth century, but it was not until the nineteenth century, with the work of Gauss on surfaces and Riemann on the curvature tensor, that differential geometry flourished and its modern foundation was laid. Over the past one hundred years, differential geometry has proven indispensable to an understanding of the physical world, in Einstein's general theory of relativity, in the theory of gravitation, in gauge theory, and now in string theory. Differential geometry is also useful in topology, several complex variables, algebraic geometry, complex manifolds, and dynamical systems, among other fields. The field has even found applications to group theory as in Gromov's work and to probability theory as in Diaconis's work. It is not too far-fetched to argue that differential geometry should be in every mathematician's arsenal.

Vektoranalysis

Differentialformen in Analysis, Geometrie und Physik

Author: Ilka Agricola,Thomas Friedrich

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3834896721

Category: Mathematics

Page: 313

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Dieses Lehrbuch eignet sich als Fortsetzungskurs in Analysis nach den Grundvorlesungen im ersten Studienjahr. Die Vektoranalysis ist ein klassisches Teilgebiet der Mathematik mit vielfältigen Anwendungen, zum Beispiel in der Physik. Das Buch führt die Studierenden in die Welt der Differentialformen und Analysis auf Untermannigfaltigkeiten des Rn ein. Teile des Buches können auch sehr gut für Vorlesungen in Differentialgeometrie oder Mathematischer Physik verwendet werden. Der Text enthält viele ausführliche Beispiele mit vollständigem Lösungsweg, die zur Übung hilfreich sind. Zahlreiche Abbildungen veranschaulichen den Text. Am Ende jedes Kapitels befinden sich weitere Übungsaufgaben. In der ersten Auflage erschien das Buch unter dem Titel "Globale Analysis". Der Text wurde an vielen Stellen überarbeitet. Fast alle Bilder wurden neu erstellt. Inhaltliche Ergänzungen wurden u. a. in der Differentialgeometrie sowie der Elektrodynamik vorgenommen.

A New Approach to Differential Geometry using Clifford's Geometric Algebra

Author: John Snygg

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 0817682821

Category: Mathematics

Page: 465

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Differential geometry is the study of the curvature and calculus of curves and surfaces. A New Approach to Differential Geometry using Clifford's Geometric Algebra simplifies the discussion to an accessible level of differential geometry by introducing Clifford algebra. This presentation is relevant because Clifford algebra is an effective tool for dealing with the rotations intrinsic to the study of curved space. Complete with chapter-by-chapter exercises, an overview of general relativity, and brief biographies of historical figures, this comprehensive textbook presents a valuable introduction to differential geometry. It will serve as a useful resource for upper-level undergraduates, beginning-level graduate students, and researchers in the algebra and physics communities.

Clifford Algebra to Geometric Calculus

A Unified Language for Mathematics and Physics

Author: David Hestenes,Garret Sobczyk

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9789027725615

Category: Mathematics

Page: 314

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Matrix algebra has been called "the arithmetic of higher mathematics" [Be]. We think the basis for a better arithmetic has long been available, but its versatility has hardly been appreciated, and it has not yet been integrated into the mainstream of mathematics. We refer to the system commonly called 'Clifford Algebra', though we prefer the name 'Geometric Algebra' suggested by Clifford himself. Many distinct algebraic systems have been adapted or developed to express geometric relations and describe geometric structures. Especially notable are those algebras which have been used for this purpose in physics, in particular, the system of complex numbers, the quaternions, matrix algebra, vector, tensor and spinor algebras and the algebra of differential forms. Each of these geometric algebras has some significant advantage over the others in certain applications, so no one of them provides an adequate algebraic structure for all purposes of geometry and physics. At the same time, the algebras overlap considerably, so they provide several different mathematical representations for individual geometrical or physical ideas.

Mathematics For Physics: An Illustrated Handbook

Author: Marsh Adam

Publisher: World Scientific

ISBN: 9813233931

Category: Science

Page: 300

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This unique book complements traditional textbooks by providing a visual yet rigorous survey of the mathematics used in theoretical physics beyond that typically covered in undergraduate math and physics courses. The exposition is pedagogical but compact, and the emphasis is on defining and visualizing concepts and relationships between them, as well as listing common confusions, alternative notations and jargon, and relevant facts and theorems. Special attention is given to detailed figures and geometric viewpoints. Certain topics which are well covered in textbooks, such as historical motivations, proofs and derivations, and tools for practical calculations, are avoided. The primary physical models targeted are general relativity, spinors, and gauge theories, with notable chapters on Riemannian geometry, Clifford algebras, and fiber bundles. Contents: Mathematical StructuresAbstract AlgebraVector AlgebrasTopological SpacesAlgebraic TopologyManifoldsLie GroupsClifford GroupsRiemannian ManifoldsFiber BundlesCategories and Functors Readership: Students in mathematics and physics who want to explore a level deeper into actual mathematical content. Keywords: Gauge Theory;Spinor;Clifford Algebra;Homology;Homotopy;Differential Geometry;Lie Group;Lie Algebra;Pauli Matrix;Dirac Matrix;Riemannian Geometry;Parallel Transport;Ricci Curvature;Divergence;Ehresmann ConnectionReview: Key Features: The approach taken by this book to the subject material differs from other titles in that it is intuitive and visual yet also mathematically rigorous, allowing concise coverage of a large breadth of material and providing a cross-subject synthesis while at the same time serving as a useful referenceThe book is also unique in that it can be used in three ways: as the basis for a course, as a supporting text for related courses, and as a reference. These uses could apply to both undergraduate and graduate students. In addition, there is a substantial audience for the book among independent researchers, amateur physicists, and readers of popular science who want to explore a level deeper into actual mathematical contentThe treatments of Riemannian geometry, Clifford algebras, and fiber bundles are particularly notable, including detailed figures and geometric viewpoints that would seem to be novel to the literature

Raum · Zeit · Materie

Vorlesungen über Allgemeine Relativitätstheorie

Author: Hermann Weyl

Publisher: Springer

ISBN: N.A

Category: Science

Page: 338

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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.