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上篇狭义相对论1

第一章 狭义相对论的历史背景1

1.1 引言1

1.2 绝对量和相对量的意义2

1.3 绝对时间和绝对空间的分析5

1.4 加速度的绝对性7

1.5 经典力学的相对性原理 伽利略变换10

1.6 力学中的“标准参考系”13

1.7 电动力学中的“标准参考系”“以太”15

1.8 光行差18

1.9 菲琐实验20

1.10 迈克尔孙实验23

1.11 用力学原理解释迈克尔孙实验结果的失败27

1.12 经典力学与电动力学的矛盾29

1.13 狭义相对性原理33

2.1 同时事件的判别35

第二章 狭义相对论的基础35

2.2 光速不变性与洛伦茨变换38

2.3 时间和空间的相对性42

2.4 长度的收缩44

2.5 时间的膨胀46

2.6 速度的合成47

2.7 菲琐实验的相对论解释49

2.8 加速度的变换50

2.9 敏考士基的四维空间51

2.10 事偶的性质53

2.11 自?时55

2.12 敏考士基几何59

2.13 敏考士基空间的矢量和张量64

2.14 广义速度和广义加速度71

2.15 敏考士基空间的旋转74

2.16 普遍的洛伦茨变换77

2.17 多玛进动82

2.18 广义的洛伦茨变换86

第三章 相对性质点动力学90

3.1 质量与速度的关系90

3.2 运动方程92

3.3 力的变换96

3.4 质量和能量的联系97

3.5 动量能量四维矢101

3.6 高速电子的弹性碰撞104

3.7 康普登效应107

3.8 阈能109

3.9 带电粒子在恒定电磁场内的运动111

3.10 运动方程的四维矢形式(附惯性系变换中的热量变换)114

3.11 可变静止质量的质点运动120

3.12 中心力场中的质点运动125

3.13 刻卜勒运动128

3.14 索墨菲的氢原子光谱理论129

4.1 连续方程134

第四章 相对性连续体力学134

4.2 运动方程(无应力情况)能量张量138

4.3 应力及其变换式144

4.4 运动方程和连续方程(应力作用下的连续体)147

4.5 动量密度和密度的变换式148

4.6 运动方程的四维形式151

4.7 有限连续体的质量与动量155

4.8 角矩 直角尺平衡的解释160

5.1 惯性系变换中的电磁场变换式164

第五章 电动力学164

5.2 电荷不变性169

5.3 电磁场变换式的直接应用172

5.4 电磁四维势矢178

5.5 电磁场方程的张量表示182

5.6 电磁力作用下的物体运动方程183

5.7 电磁能量张量186

5.8 图鲁吞—诺布尔实验190

5.9 电磁波周相的不变性197

5.10 多普勒效应200

5.11 光行差的相对论解释204

5.12 运动中的全反射镜 辐射压强206

5.13 普朗克公式的协变性209

5.14 运动物体的电动力学210

5.15 爱亨瓦里德实验 威尔逊实验214

第六章 相对性量子力学和场论217

6.1 物质波 薛定格方程217

6.2 戈登—克莱因方程224

6.3 狄拉克方程227

6.4 狄拉克方程的洛伦茨协变性231

6.5 洛伦茨变换的γ矩阵表示法236

6.6 场的变分原理240

6.7 场的能量张量245

6.8 角总矩 自旋247

第七章 广义相对论基础251

7.1 广义相对性原理251

下篇广义相对论251

7.2 惯性质量和引力质量254

7.3 等效原理257

7.4 引力场中的长度和时间260

7.5 曲面的曲坐标与度规张量263

7.6 高斯几何在四维空间的扩展267

7.7 度规张量的性质273

7.8 度规张量和长度时间的测量275

7.9 测地线279

7.10 经典引力场中运动方程的近似性281

7.11 萨里雅克效应283

7.12 时钟佯谬性286

第八章 张量分析297

8.1 逆变四维矢和协变四维矢297

8.2 逆变张量和协变张量302

8.3 张量的基本运算303

8.4 张量的判别法 商定则306

8.5 度规张量的逆变形式和协变形式307

8.6 联系张量309

8.7 四维体元 张量密度311

8.8 克利斯托费尔符号313

8.9 测地线坐标系316

8.10 四维矢的协变导数318

8.11 张量的协变导数和逆变导数321

8.12 张量的散度 拉普拉斯量325

8.13 史托克斯定理329

8.14 协变导数的意义 平行移动331

8.15 曲率张量(黎曼—克利托费尔张量)334

8.16 比扬基恒等式和它的降秩形式337

第九章 引力场方程及其应用340

9.1 引言340

9.2 曲坐标中的能量张量342

9.3 引力场方程344

9.4 牛顿万有引力定律的近似性348

9.5 弱引力场 引力的有限速度传播351

9.6 引力场的变分原理357

9.7 引力场方程的拉格朗日形式361

9.8 动量和能量的守恒366

9.9 动量密度和能量密度371

9.10 引力波375

9.11 球对称形式的时空弧元380

9.12 席瓦尔西尔德的外部解381

9.13 完全流体内的席瓦尔西尔德内部解388

9.14 引力场中的电动力学方程396

9.15 荷电质点所产生的引力场400

9.16 运动方程404

第十章 广义相对论的判别性验证410

10.1 中心力场中的质点运动410

10.2 水星近日点的进动414

10.3 光线在引力场中的偏折417

10.4 恒星光谱的红向位移420

10.5 光谱线红向位移在实验室中的验证423

索引428