相对论导论PDF电子书下载

第一章 历史概述Ⅰ 牛顿力学 1

1.1 引言 1

1.2 长度、时间和质量的标准 1

1.3 牛顿力学评述 4

序言 7

1.4 伽利略变换 10

1.5 在相对于惯性系加速或转动的坐标系中的牛顿运动定律 10

2.1 光以太 29

2.1.1 引言 29

2.1.2 光的线速和波速 31

2.1.3 恒星光行差 35

2.1.4 菲涅耳拖曳系数 38

第二章 历史概述Ⅱ 以太理论 39

2.1.5 马司卡脱和贾明的实验 42

2.1.6 艾利实验 45

2.1.7 菲索确定流水中光速的实验 47

2.1.8 以太的早期机械理论 49

2.2 电磁学的兴起 51

2.3 迈克耳逊-莫雷实验 57

2.4 洛伦兹电子论概述 62

第三章 洛伦兹变换 77

3.1 引言 77

3.2 相对性原理 78

3.3 光速不变原理 79

3.4 洛伦兹变换 91

3.5 洛伦兹变换的某些数学推论 103

3.5.1 事件同时性的相对性 103

3.5.2 时间膨胀 103

3.5.3 洛伦兹-斐兹杰惹缩短 105

3.6 不同地点事件的同时性 107

3.7 洛伦兹-斐兹杰惹缩短 112

3.8 时间膨胀 116

3.8.1 多普勒效应 119

3.8.2 宇宙线的μ介子在大气中的衰变 123

3.9 真空中球面波的传播 127

3.10 事件之间的间隔 130

3.11 狭义相对论中观察者的作用 135

3.12 光速与源速的关系的一个可能的实验校核 136

4.1 速度变换 146

第四章 相对论运动学 146

4.2 (1-u12/c2)？和(1-u2/c2)？的变换 150

4.3 粒子加速度的变换 151

4.4 相对论光学 153

4.4.1 线速的变换 153

4.4.2 静止物体中的光速 155

4.4.3 菲萦实验 155

4.4.4 恒星光行差 158

4.4.5 艾利实验 162

4.4.6 真空中平面波的变换 162

4.4.7 多普勒效应 166

4.4.8 光在运动镜面的反射 169

4.4.9 高速运动物体的表面形象 172

第五章 相对论力学 184

5.1 引言 184

5.2 运动粒子的质量 185

5.3 单粒子的相对论动力学 191

5.3.1 力的定义 191

5.3.2 功与动能 192

5.4.1 在电场中的运动(无磁场) 198

5.4 单粒子相对论动力学的一些应用 198

5.4.2 在磁场中的运动(无电场) 201

5.4.3 质量随速度变化的实验验证 204

5.4.4 单位 207

5.4.5 带电粒子加速到高能 211

5.5 粒子的质量和动量以及作用在粒子上的力的变换 214

5.5.1 质量变换 214

5.5.2 动量和能量变换 215

5.5.3 力的变换 218

5.6 弹性碰撞理论 219

5.7 非弹性碰撞和质能相当性 229

5.8 质能相当的一些例子 232

5.8.1 原子核的结合能 232

5.8.2 动能 235

5.8.3 电磁辐射(光量子) 235

5.8.4 电子对的产生和正电子湮没 241

5.8.5 粒子衰变 242

5.8.6 介子的产生 245

5.9 关于相对论力学的评述 250

6.1 伽得利略变换的几何表示 264

第六章 洛伦兹变换的几何表示及四维矢量的运用 264

6.2 洛伦兹变换的几何表示 267

6.3 利用复变量X4=ict 279

6.4 狭义相对论的四维矢量表述 283

6.5 德布洛意波 294

7.1 引言 301

7.2 两条相互平行的运载电流之间的力 301

第七章 电磁学的二级效应 301

7.3 运动的“点”电荷之间的力 306

7.4 匀速运动的电荷产生的电场和磁场 311

7.5 毕奥-沙伐定律和超距作用 315

7.6 讨论 321

第八章 麦克斯韦方程组的相对论变换 325

8.1 引言 325

8.2 E和B的变换 327

8.3 E和B的变换式的某些应用 333

8.3.1 匀速运动的电荷产生的电场和磁场 333

8.3.2 运动的电动势 336

8.3.3 真空中的平面波 340

8.4 电荷密度与电流密度的变换 340

8.5 D和H的变换 349

8.6 运动介质的电动力学 354

8.6.1 极化矢量P的变换 355

8.6.2 磁化矢量M的变换 358

8.6.3 本构方程 360

8.6.4 运动介质电动力学的一级理论及其对运动介质中光速计算的应用 361

8.6.5 威尔逊实验 366

第九章 势的相对论变换 374

9.1 关于标势与矢势的复习 374

9.2 势的变换 379

9.3 E和B的变换 383

9.4 匀速运动的“点”电荷产生的标势与矢势 385

9.5 李纳-维切尔势 388

9.6 拉格朗日方程 393

9.7 哈密顿方程 396

10.1 引言 401

10.2 洛伦兹变换，作为X1，X2，X3，X4空间中线性正交变换 401

第十章 电磁理论的四维矢量与张量表述 401

10.3 势φ和A的方程的相对论变换 408

10.3.1 电荷密度和电流密度的变换 408

10.3.2 洛伦兹条件 410

10.3.3 势的微分方程的变换 411

10.4 麦克斯韦方程组的矩阵表示 412

10.5 麦克韦方程组的张量表示 420

第十一章 狭义相对论评述与时钟佯谬 430

11.1 狭义相对论评述 430

11.2 时钟佯谬简介 438

11.3 利用多普勒效应检验时钟佯谬的假想实验 449

11.4 时钟佯谬的一种可能的实验检验 453

11.4.1 引言 453

11.4.2 决定N火箭 454

11.4.3 决定N实验室(第一部分) 455

11.4.4 决定N实验室(第二部分) 457

11.4.5 本实验的讨论 458

11.5 时钟佯谬的讨论 460

11.6 关于穆斯堡尔效应与温度的关系的实验 462

12.1 引言 472

第十二章 广义相对论 472

12.2 等效原理 473

12.3 引力场中的时钟速率 476

12.4 谱线的引力移动 479

12.5 用等效原理解释时钟佯谬 481

12.6 卫星内时钟的速率 484

12.7 光线在引力场中的弯曲 486

12.8 旋转参考系 489

12.9 相对固定恒星加速的参考系 496

12.10 广义相对论 498

附录一 矢量分析公式提要 504

附录二 静止物质中的P，D，M和H的定义 507

附录三 运动物体的质量(另一种推导) 517

附录四 矩阵理论概要 521

附录五 二阶笛卡儿张量概述 527

附录六 穆斯堡尔效应 531

习题答案 539

物理常数表 543

参考书 544