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內容簡介: |
《时空之舞中学生能懂的相对论》用生动而浅显的语言对狭义相对论和广义相对论进行了介绍。本书虽然叙述语言尽量简单,但对于狭义相对论中的洛伦兹变换、尺缩效应、同时相对性、钟慢效应、速度合成公式、动能定理、爱因斯坦质能方程等内容都进行了系统的介绍。对于深奥的广义相对论知识,如等效原理、引力时间膨胀、径向引力尺缩以及时空弯曲等,本书也给出了较为易懂的讲解。
在对相对论的介绍中,本书还穿插了大量非常有趣味的天文学知识,比如前灯效应、光行差、爱因斯坦行星、脉冲星、引力透镜、爱因斯坦环等,帮助读者增长知识的同时,对于启发读者兴趣也很有帮助。
本书在附录里还集中放置了关于相对论的一些初等数学推导,以帮助有兴趣的读者更深入地了解相对论在数学上的优美。
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關於作者: |
陈海涛,本科和硕士分别毕业于北京大学数学系和计算机系,现从事软件研发工作。曾任微软亚洲研究院助理研究员、盛大创新院高级研究员,也曾创业数载。业余以网名小醉活跃于各大BBS论坛,曾任北大未名BBS和一塌糊涂BBS站站长,以及水木社区天文版版主等,在水木社区天文版上首次提出太阳系小行星阋神星的中文命名。从中学时期就对天文学和相对论感兴趣,多年来对相对论进行了深入的学习和思考。
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目錄:
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第一章 子非鱼思想 001
第二章 相对性原理 008
2-1 惯性参考系 008
2-2 伽利略相对性原理 010
2-3 狭义相对性原理 013
第三章 绝对时空观 018
3-1 牛顿对绝对时空观的表述 018
3-2 伽利略变换 019
第四章 光速不变原理 024
4-1 光速的测量 024
4-2 光的本性 047
4-3 光速与光源的运动无关 055
4-4 光速与观察者的运动无关 061
第五章 相对时空观 065
5-1 绝对时空观的困境 065
5-2 时间相对性 068
5-3 空间相对性 081
第六章 狭义相对论 085
6-1 背景假设 085
6-2 洛伦兹变换 088
6-3 尺缩效应 089
6-4 同时的相对性 094
6-5 钟慢效应 101
6-6 相对论速度合成 106
时空之舞中学生能懂的相对论
6-7 前灯效应与光行差 110
6-8 相对论多普勒效应 113
6-9 双生子佯谬 117
6-10 隧道佯谬 123
6-11 车库佯谬 125
6-12 爱因斯坦行星 127
第七章 超光速存在吗? 132
7-1 光斑和影子的移动 132
7-2 第三观察者 135
7-3 超光速旋转 136
7-4 回光效应 137
7-5 横向视超光速与类星体视超光速喷流 138
7-6 视向超光速星系 140
7-7 刚体振动 141
7-8 相速度与群速度超光速 142
7-9 切伦科夫效应 146
7-10 超新星SN1987A 150
7-11 其他超光速实验 154
第八章 相对论动力学 155
8-1 牛顿力学与狭义相对论的冲突 155
8-2 考夫曼实验 156
8-3 贝托齐实验 157
8-4 质心运动守恒 158
8-5 运动物体的质量 161
8-6 相对论动量 164
8-7 相对论动能与质能方程 165
8-8 相对论能量G动量关系 168
第九章 广义相对论 174
9-1 惯性质量与引力质量 175
9-2 厄缶实验 180
9-3 等效原理与爱因斯坦电梯 182
9-4 等效原理的空间验证 185
9-5 广义相对性原理 187
9-6 引力场方程 189
9-7 光线弯曲 192
9-8 引力红移与引力时间膨胀 197
9-9 时空弯曲与引力几何化 201
9-10 雷达回波延迟 205
9-11 引力透镜 207
9-12 黑洞 212
9-13 虫洞 217
9-14 水星近日点进动 219
9-15 引力波 220
9-16 文学影视作品中的相对论效应 236
附录 关于相对论的一些数学推导 243
1 惯性系之间的变换是一次变换 243
2 洛伦兹变换的初等推导 255
3 惯性系变换只有伽利略变换和洛伦兹变换两种 261
4 相对论动能公式的初等推导 265
5 从开普勒三定律到万有引力定律 268
6 从等效原理到时空弯曲 275
7 太阳边缘的星光偏折角计算 280
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