物质场理论 狭义相对论中的引力场和电磁场PDF电子书下载

第一章 物质场理论概论 1

1-1 物质质量的属性 1

1-2 库仑定律经洛伦兹变换后可导出毕奥-萨伐尔定律 2

1-3 牛顿引力定律可纳入狭义相对论，引力场与动引力场形成一对场 3

1-4 广义相对论的观点——三个等效原理和引力场方程的非线性 4

1-5 三个等效原理和引力场方程的非线性不能成立 5

引力质量与惯性质量的物理实质不同，二者不相等 5

引力场不等效于加速度 6

引力场不等效于时空弯曲 6

引力场方程应是线性的 7

1-6 质点在外力作用下弯曲世界线的变换因子和时空度规 7

1-7 物质场的两种不同状态 8

1-8 电磁场和引力场的统一场论 10

1-9 物质场行波、驻波和矢势纵波 10

物质场行波 10

物质场驻波 11

矢势纵波 12

驻波方程的球坐标解 12

第二章 伽利略变换与牛顿力学 14

2-1 伽利略变换与牛顿力学概述 14

相对性原理与伽利略变换 14

牛顿力学的三大定律 14

牛顿力学的万有引力定律 15

2-2 有心力作用下质点的角动量和势能 16

2-3 地球卫星的运动和发射 17

2-4 有心力作用下质点的运动方程和轨道方程 19

2-5 用牛顿力学计算光的引力偏转 21

用牛顿第二定律直接计算 21

用有心力作用下的轨道方程求解 22

2-6 用牛顿力学推导弗里德曼方程 22

第三章 狭义相对论简介 24

3-1 洛伦兹变换与尺缩钟慢 24

3-2 时间和空间的四维形式 25

3-3 时空间隔及固有时间间隔 27

3-4 四维速度矢量和三维速度合成公式 30

3-5 四维动量和四维力矢量 31

3-6 四维角动量和四维力矩 33

3-7 运动粒子的作用量 35

第四章 狭义相对论中纳入引力场 37

4-1 电磁场的基本方程 37

4-2 牛顿引力定律直接纳入狭义相对论，引动场的基本方程 39

4-3 牛顿引力定律经洛伦兹变换导出动引力场的证明 41

4-4 四维密度流矢量和四维势矢量 44

四维密度流矢量 44

四维势矢量 44

4-5 物质在引动场中的运动方程和角动量定律 45

物质在恒定均匀动引力场中的运动 46

运用光在引动场中的运动方程计算光的引力偏转 48

4-6 引动场的第一种状态——静态、恒稳态和行波态 50

物质场的两种状态 50

引动场第一种状态的最小作用量原理 51

引动场第一种状态的引动场张量和四维张量方程 53

引动场第一种状态的微分方程组 54

引动场的行波 55

标势和矢势的行波 56

4-7 引动场的第二种状态——驻波态 57

引动场第二种状态的微分方程组 57

引动场第二种状态的最小作用量原理 58

引动场第二种状态的引动场张量和四维张量方程 59

引动场的驻波 60

驻波的洛伦兹变换 62

标势和矢势的驻波 63

矢势纵波对应于中微子 64

驻波方程在球坐标中用分离变量法求解 65

第五章 世界线的弯曲因子和时空度规 67

5-1 尺缩钟慢效应与弯曲世界线的弯曲因子 67

匀速运动形成平直世界线时空尺度的变换因子γ 68

引力形成的世界线的弯曲因子？ 68

运动速度不会改变世界线的弯曲因子 70

5-2 物质在引力作用下弯曲世界线的时空度规 71

弯曲世界线的时空度规 71

有心引力作用下弯曲世界线的时空度规 72

弱场近似 73

5-3 物质在引力作用下弯曲世界线时空度规的应用 74

光的引力红移 74

物体在有心引力作用下的循环坐标和守恒量 74

水星近日点的进动 75

光的引力偏转 77

5-4 带电粒子在物质场作用下弯曲世界线的弯曲因子和时空度规 79

带电粒子在有心电场作用下弯曲世界线的弯曲因子和时空度规 79

带电粒子在电场和引力的共同作用下弯曲世界线的弯曲因子和时空度规 80

用弯曲世界线的时空度规计算带电粒子在有心电场中的运动 81

第六章 电磁场和引动场统一的物质场理论 84

6-1 为建立引力场与电磁场统一的理论采取的措施 84

选用适当的单位制 84

引入虚数引力荷 85

物质场的基本公式 85

6-2 四维荷密度流矢量和四维势矢量 87

四维荷密度流矢量 87

四维势矢量 88

6-3 物质场的第一种状态——静态、恒稳态和行波态 89

物质场第一种状态的最小作用量原理 90

物质场第一种状态的物质场张量 92

物质场第一种状态的微分方程组和物质场方程的四维形式 93

6-4 物质场行波 94

物质场的行波方程及其行波解 94

物质场行波的洛伦兹变换 96

物质场行波的矢势和标势 97

6-5 物质场的第二种状态——驻波态 98

物质场第二种状态的微分方程组 99

物质场第二种状态的最小作用量原理 99

物质场第二种状态的物质场张量和物质场方程的四维形式 100

6-6 物质场驻波 102

物质场的驻波方程及其驻波解 102

物质场驻波的洛伦兹变换 104

标势和矢势的驻波 105

矢势纵波对应于中微子 106

6-7 驻波方程在球坐标中用分离变量法求解 107

附录 111

附录一爱因斯坦杰出的贡献 111

附录二相对性原理，洛伦兹协变性和不变性 115