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量子力學(xué)和狹義相對論范文第1篇

1、相對論是20世紀杰出的物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦提出的。相對論是關(guān)于時空和引力的理論，依其研究對象的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。

2、相對論和量子力學(xué)的提出給物理學(xué)帶來了革命性的變化，它們共同奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。相對論極大地改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“同時的相對性”、“四維時空”、“彎曲時空”等全新的概念。不過近年來，人們對于物理理論的分類有了一種新的認識——以其理論是否是決定論的來劃分經(jīng)典與非經(jīng)典的物理學(xué)，即“非經(jīng)典的=量子的”。在這個意義下，相對論仍然是一種經(jīng)典的理論。

3、狹義相對論在狹義相對性原理的基礎(chǔ)上統(tǒng)一了牛頓力學(xué)和麥克斯韋電動力學(xué)兩個體系，指出它們都服從狹義相對性原理，都是對洛倫茲變換協(xié)變的，牛頓力學(xué)只不過是物體在低速運動下很好的近似規(guī)律。廣義相對論又在廣義協(xié)變的基礎(chǔ)上，通過等效原理，建立了局域慣性長與普遍參照系數(shù)之間的關(guān)系，得到了所有物理規(guī)律的廣義協(xié)變形式，并建立了廣義協(xié)變的引力理論，而牛頓引力理論只是它的一級近似。

4、這就從根本上解決了以前物理學(xué)只限于慣性系的問題，從邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴格地考察了時間、空間、物質(zhì)和運動這些物理學(xué)的基本概念，給出了科學(xué)而系統(tǒng)的時空觀和物質(zhì)觀，從而使物理學(xué)在邏輯上成為完美的科學(xué)體系。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

量子力學(xué)和狹義相對論范文第2篇

天體物理學(xué)屬于應(yīng)用物理學(xué)的范疇，是研究天體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、物理狀態(tài)和演化規(guī)律的天文學(xué)分支學(xué)科。由于天體物理學(xué)是一門很廣泛的學(xué)問，天文物理學(xué)家通常應(yīng)用很多不同學(xué)術(shù)領(lǐng)域的知識，包括力學(xué)、電磁學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)、量子力學(xué)、相對論、粒子物理學(xué)等。

本書作者Leonard S Kisslinger是美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)教授，他意在使任何學(xué)科的學(xué)生對于近幾十年天體物理學(xué)取得的那些令人興奮和感到神秘的發(fā)展有一些了解。本書解釋了宇宙從早期到現(xiàn)在的演化過程，運用通俗易懂的講述方式使任何一個擁有高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的大學(xué)生都能夠理解。

全書由10章組成：1.天體物理學(xué)的物理概念：速度、加速度、動量和能量的基本概念，溫度（作為一種能量形式），力和牛頓運動學(xué)定律；2.力和粒子：基本粒子的標準模型，原子、原子核、重子等；3.哈勃定律―宇宙膨脹：首先定義和討論了光的多普勒頻移和紅移，然后從星系中光的多普勒頻移的測量回顧了哈勃定律，最后討論了宇宙的膨脹；4.恒星、星系等：地球怎樣繞著太陽旋轉(zhuǎn)，太陽（作為一個熔爐）的特性，大質(zhì)量恒星由于引力坍塌導(dǎo)致脈沖星和黑洞形成的過程；5.中微子振蕩、對稱性和脈沖星沖擊：稱為中微子振蕩的中微子相互轉(zhuǎn)化的三種標準模型的重要屬性，怎樣利用中微子振蕩來測量宇稱性、電荷共軛和時間演化對稱性，通過中微子發(fā)射來解釋脈沖星沖擊的可能原因；6.愛因斯坦狹義和廣義相對論：狹義相對論中的重要假設(shè)，以及由此產(chǎn)生的長度收縮和時間膨脹，由洛倫茲變換得到的附加速度的愛因斯坦方程與假設(shè)的相一致性，利用相對動量和張量簡單討論了廣義相對論；7.從廣義相對論得到的宇宙的半徑和溫度：宇宙的弗里德曼方程、宇宙膨脹的引力輻射和重力波，以及引力量子場理論；8.宇宙微波背景輻射：宇宙微波背景輻射相關(guān)的一些概念，重點是溫度和時間的相關(guān)性；9.電弱相變（Electroweak phase Transition）：定義了量子力學(xué)的相變和潛伏熱，重點討論了電弱理論和電弱相變，電弱相變和其產(chǎn)生的重力波間磁場的建立過程；10.量子色動力學(xué)相變：量子色動力學(xué)相變和銀河系和星系團之間磁場的關(guān)系，由于相對論性的重離子碰撞量子色動力的產(chǎn)生。

本書的目的是使大學(xué)生理解描述宇宙演化的基本物理概念，并基于此講述早期到現(xiàn)在宇宙演化背后的天文物理學(xué)理論。本書不要求學(xué)生有太深的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，適用于所有對科學(xué)尤其是天文科學(xué)感興趣的大學(xué)生，同時也適合于對這些話題感興趣的讀者。

量子力學(xué)和狹義相對論范文第3篇

關(guān)鍵詞：電磁場理論；思想問題；非智力因素

聯(lián)合國教科文組織把2005年定為第一個世界物理年，對從事與物理有關(guān)的工作者而言，這無疑是一件令人振奮的事。作為一名中學(xué)物理教師，面對學(xué)生普遍厭煩物理的現(xiàn)狀，不由我不去更深地思考。

遠古時代，人們在繁重的生產(chǎn)勞動中逐漸發(fā)明了杠桿、螺旋、滑輪、斜面等簡單機械，誕生了力學(xué)知識的萌芽。作為革命標志的就是狹義相對論、廣義相對論和量子理論。相對論和量子力學(xué)的誕生，使雷達技術(shù)、自動化技術(shù)、原子能的利用、激光技術(shù)、航空航天技術(shù)等相繼出現(xiàn)，核能得到開發(fā)和利用，電腦得到普遍的應(yīng)用，帶來了第三、第四次科學(xué)技術(shù)革命。也許正是由于物理學(xué)的巨大的社會經(jīng)濟效益，才會有“物理年”的誕生。

僅僅認識到這一步，其實還遠遠不夠，物理學(xué)的發(fā)展史更是一部前人艱辛的勞動史和教育史。幾乎每一條規(guī)律、定理的發(fā)現(xiàn)，每一套理論的建立都凝聚了大量科學(xué)家集體的心血和智慧，正是他們的協(xié)作精神和對科學(xué)的無限熱愛精神推動了物理學(xué)一步步朝著更高層次、更完美的境界發(fā)展著。

1687年，牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書的發(fā)表完成了物理學(xué)史上的第一次大綜合，標志了經(jīng)典力學(xué)體系的初步建立，這是牛頓創(chuàng)造性研究的結(jié)晶，同時也是天文學(xué)、數(shù)學(xué)和力學(xué)歷史發(fā)展的產(chǎn)物。牛頓曾稱自己站在巨人肩膀上，應(yīng)該說這并不夸張。但站在巨人肩膀上的人太多了，為什么是牛頓完成了這一大業(yè)，而不是別人呢？我們都知道，機遇總是青睞那些有準備的頭腦。牛頓善于繼承前人的成果，這和他的奮發(fā)好學(xué)、勤于思考是分不開的。正是他廢寢忘食不停地思考和它的勤奮好學(xué)的精神，使他做出了震驚世人的豐功偉績。這不正是我們要學(xué)習(xí)的么？

麥克斯韋電磁場理論的建立過程，讓我們再一次領(lǐng)略到科學(xué)史上的接力賽和群體精神的閃光。同牛頓一樣，他受到法拉第力線思想的鼓舞，又得到W?湯姆生類比研究的啟發(fā)，同時又有安培、庫侖、赫茲、奧斯特等一大批人為電磁學(xué)打好了基礎(chǔ)，給麥克斯韋的再一次大綜合預(yù)備了條件。

相對論的建立是電磁理論合乎邏輯的繼續(xù)和發(fā)展，是物理學(xué)有關(guān)分支的又一次的綜合。早在1895年，愛因斯坦16歲的時候，他就開始思考這樣一個問題：如果自己以光速追隨光線運動，應(yīng)當看到這一條光線，就好像一個在空中振蕩著而停滯不前的電磁場?？墒菬o論依據(jù)經(jīng)驗，還是按照麥克斯韋方程看來都不會有這樣的事情。這是一個悖論，實際上包含了狹義相對論的萌芽。愛因斯坦對這個問題的思考經(jīng)歷了10年才找到了解決問題的關(guān)鍵。這期間邁克爾遜―莫雷實驗的零結(jié)果，促使他向狹義相對論邁出了第一步。費茲杰惹和洛侖茲分別提出的收縮假說，暗含了狹義相對論和麥氏理論之間內(nèi)在的淵源關(guān)系，以太的不可探測，長度收縮的不可探測，都為狹義相對論的誕生預(yù)備了條件。彭加勒、洛侖茲甚至都走到了狹義相對論的邊緣，只是由于絕對時空觀的思維定式，使他們沒能跳出框架，這些令人遺憾的教訓(xùn)不該給我們帶來深刻的啟示么？愛因斯坦的狹義相對論發(fā)表后擱置了14年沒有受到應(yīng)有的重視，可見舊觀念的根深蒂固，它的改變不是一朝一夕之事，曲高和寡在這里也得到充分的印證。

不僅僅理論的創(chuàng)立是艱辛而漫長的，與之相印證的物理實驗更是艱苦，一個實驗往往一做就是一年、幾年：邁克爾遜-莫雷實驗斷斷續(xù)續(xù)前后作了六年，戴維森的電子散射試驗也作了六年，為了提煉足以進行試驗的純鐳鹽，居里夫婦經(jīng)過四年從8噸礦渣石中提取了0.1克的純鐳鹽，是什么給了他們綿綿不絕的動力呢？是對科學(xué)的負責(zé)精神和實事求是的精神以及堅韌不拔的毅力和斗志。我們在工作中、學(xué)習(xí)中遇到一點小困難與之相比又算得了什么呢？

物理學(xué)的發(fā)展史更是一部科學(xué)方法的創(chuàng)建史，一部思維方法的進化史。

縱觀物理學(xué)的各個分支領(lǐng)域，理想模型幾乎無處不在。無論是運動學(xué)的勻速直線運動，勻變速直線運動、質(zhì)點、剛體、光滑平面，熱學(xué)的理想氣體、理想循環(huán)、理想液體，電磁學(xué)的勻強電場、恒穩(wěn)電流，光學(xué)的點光源、絕對黑體等等。它們的建立都充分展現(xiàn)了物理學(xué)家們敏銳的洞察力，高度的概括性，高明的預(yù)見性。抓主要矛盾，忽略次要因素，簡化問題，突出主要性質(zhì)，這是何等的高明！

而科學(xué)假說、等效替換、類比、逆推、歸納等等比比皆是。物理學(xué)真堪稱一部方法論大全。影響著人們的思想、觀點、方法。這種思維方法應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域，應(yīng)該說是放之四海而皆準的真理，許多年輕時搞過物理，后又轉(zhuǎn)向其他方面的人，不管是從政、從商還是從事其他工作，都普遍感受到當年學(xué)習(xí)中訓(xùn)練的思維方法使他們獲益匪淺，受益終生。

物理學(xué)更蘊含了豐富的真、善、美，是一部美學(xué)大全。

從它的外延看，它的發(fā)展過程，無時不透射著風(fēng)趣、幽默、睿智。忘不了牛頓，請客時，別人吃飯他肚子不餓，煮雞蛋時，差點將手表煮熟；忘不了“泊松亮斑”的戲謔；忘不了“紫外災(zāi)難”的幽默；更忘不了以愛因斯坦為代表的EPR一派和以玻爾為代表的哥本哈根學(xué)派的爭論。那是一群多么可愛、可親、可敬的人們，那是一群永遠不老的科學(xué)斗士，一代科學(xué)偉人。他們既是嚴肅論戰(zhàn)的對手，又是追求真理的戰(zhàn)友。爭論時不留情面，生活中友誼真誠，可歌可泣，足令我輩敬仰。

從它的內(nèi)涵看，它的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、方法的簡單美，一個F=d（mv）/dt就把天地萬物的機械運動規(guī)律統(tǒng)一起來了，不令人折服么？

量子力學(xué)和狹義相對論范文第4篇

愛因斯坦在相對論中提出：不能把時間、空間、物質(zhì)三者分開解釋。時間與空間一起組成四維時空，構(gòu)成宇宙的基本結(jié)構(gòu)。時間與空間在測量上都不是絕對的，觀察者在不同的相對速度或不同時空結(jié)構(gòu)的測量點，所測量到時間的流逝是不同的。廣義相對論預(yù)測質(zhì)量產(chǎn)生的重力場將造成扭曲的時空結(jié)構(gòu)，并且在大質(zhì)量（例如：黑洞）附近的時鐘之時間流逝比在距離大質(zhì)量較遠的地方的時鐘之時間流逝要慢。現(xiàn)有的儀器已經(jīng)證實了這些相對論關(guān)于時間所做精確的預(yù)測，并且其成果已經(jīng)應(yīng)用于全球定位系統(tǒng)。另外，狹義相對論中有“時間膨脹”效應(yīng)：在觀察者看來，一個具有相對運動的時鐘之時間流逝比自己參考系的（靜止的）時鐘之時間流逝慢。

時間是地球（其他天體理論上也可以）上的所有其他物體（物質(zhì)）三維運動（位移）對人的感官影響形成的一種量。

就今天的物理理論來說時間是連續(xù)的、不間斷的，也沒有量子特性。一些至今還沒有被證實的，試圖將相對論與量子力學(xué)結(jié)合起來的理論，如量子重力理論、弦理論、M理論等，預(yù)言時間是間斷的，有量子特性的。一些理論猜測普朗克時間可能是時間的最小單位。

量子力學(xué)和狹義相對論范文第5篇

本書名為現(xiàn)代電動力學(xué)，它以希望深化對電磁學(xué)的理解而數(shù)學(xué)水平又不太低的研究生為讀者對象?？紤]到它既可作為課堂教學(xué)用書，又可作為對廣泛讀者有用的參考書，作者認為，它與專著相反，應(yīng)該涵蓋學(xué)生們必須知道的一切，而不是作者應(yīng)當知道的一切。但物理學(xué)家們對于“學(xué)生們必須知道的一切”極少有共識，一般來講，除了大學(xué)教程中所出現(xiàn)的一些核心內(nèi)容之外，對于研究生課程的講義的內(nèi)容往往依賴于作者的研究工作背景。本書作者打算在適當?shù)钠率贡緯羞h遠超過兩個學(xué)期課程所需的材料，以適應(yīng)根據(jù)不同的要求選擇教學(xué)內(nèi)容。

本書書名中的“現(xiàn)代”并不意味著使用特殊的“現(xiàn)代”數(shù)學(xué)方法，而是指它包括了近幾十年來引人關(guān)注的新發(fā)展起來的一些重要論題，為此不惜忽略掉或者僅僅略微提及一般教科書中一些熟悉的論題。為了幫助讀者學(xué)習(xí)，本書提供大約120個完全解出的例題。此外，各章后面總共有近600個課后作業(yè)題，這些題目中有一些屬于大學(xué)生水平的技巧性題目，而有一些是直接取自研究文獻中具有挑戰(zhàn)性的問題。

學(xué)生在讀懂課文的幫助下積極地完成這些習(xí)題能為自己打下良好的基礎(chǔ)。

全書內(nèi)容共分成24章：1.數(shù)學(xué)預(yù)備知識； 2.麥克斯韋方程；3.靜電學(xué)； 4.電多極矩； 5.導(dǎo)體； 6.電介質(zhì)； 7.拉普拉斯方程； 8.泊松方程；9， 穩(wěn)恒電流； 10.靜磁學(xué)；11.磁多極距；12.磁力和磁能；13.磁性物質(zhì)； 14.動力學(xué)的和準靜態(tài)場； 15.一般電磁場； 16.真空中的波；17.簡單物質(zhì)中的波；18.色散物質(zhì)中的波； 19.導(dǎo)波和約束波；20.推遲和輻射； 21.散射和衍射； 22.狹義相對論；23.運動電荷的場； 24.拉格朗日和哈密頓方法。

書末有4個附錄： A.重要的符號表； B.高斯單位； C.特殊函數(shù)；D.狹義相對論中負號的處理。

本書的寫作風(fēng)格和豐富的內(nèi)容以及作者深刻的理解力和洞察力使得本書出版后立即得到了許多相關(guān)專家、學(xué)者的好評，認為這是一部難得的研究生用教科書，而且必將成為一部經(jīng)典電動力學(xué)新的、優(yōu)秀的經(jīng)典教材。

丁亦兵，教授

（中國科學(xué)院大學(xué)）