量子力學和狹義相對論

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量子力學和狹義相對論范文第1篇

1、相對論是20世紀杰出的物理學家阿爾伯特·愛因斯坦提出的。相對論是關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、相對論和量子力學的提出給物理學帶來了革命性的變化，它們共同奠定了現代物理學的基礎。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典與非經典的物理學，即“非經典的=量子的”。在這個意義下，相對論仍然是一種經典的理論。

3、狹義相對論在狹義相對性原理的基礎上統一了牛頓力學和麥克斯韋電動力學兩個體系，指出它們都服從狹義相對性原理，都是對洛倫茲變換協變的，牛頓力學只不過是物體在低速運動下很好的近似規律。廣義相對論又在廣義協變的基礎上，通過等效原理，建立了局域慣性長與普遍參照系數之間的關系，得到了所有物理規律的廣義協變形式，并建立了廣義協變的引力理論，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、物質和運動這些物理學的基本概念，給出了科學而系統的時空觀和物質觀，從而使物理學在邏輯上成為完美的科學體系。

（來源：文章屋網 ）

量子力學和狹義相對論范文第2篇

天體物理學屬于應用物理學的范疇，是研究天體的形態、結構、化學組成、物理狀態和演化規律的天文學分支學科。由于天體物理學是一門很廣泛的學問，天文物理學家通常應用很多不同學術領域的知識，包括力學、電磁學、統計力學、量子力學、相對論、粒子物理學等。

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

全書由10章組成：1.天體物理學的物理概念：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，太陽（作為一個熔爐）的特性，大質量恒星由于引力坍塌導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，以及由此產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的一些概念，重點是溫度和時間的相關性；9.電弱相變（Electroweak phase Transition）：定義了量子力學的相變和潛伏熱，重點討論了電弱理論和電弱相變，電弱相變和其產生的重力波間磁場的建立過程；10.量子色動力學相變：量子色動力學相變和銀河系和星系團之間磁場的關系，由于相對論性的重離子碰撞量子色動力的產生。

本書的目的是使大學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在宇宙演化背后的天文物理學理論。本書不要求學生有太深的數學基礎，適用于所有對科學尤其是天文科學感興趣的大學生，同時也適合于對這些話題感興趣的讀者。

量子力學和狹義相對論范文第3篇

關鍵詞：電磁場理論；思想問題；非智力因素

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

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

僅僅認識到這一步，其實還遠遠不夠，物理學的發展史更是一部前人艱辛的勞動史和教育史。幾乎每一條規律、定理的發現，每一套理論的建立都凝聚了大量科學家集體的心血和智慧，正是他們的協作精神和對科學的無限熱愛精神推動了物理學一步步朝著更高層次、更完美的境界發展著。

1687年，牛頓《自然哲學的數學原理》一書的發表完成了物理學史上的第一次大綜合，標志了經典力學體系的初步建立，這是牛頓創造性研究的結晶，同時也是天文學、數學和力學歷史發展的產物。牛頓曾稱自己站在巨人肩膀上，應該說這并不夸張。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，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，這和他的奮發好學、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。這不正是我們要學習的么？

麥克斯韋電磁場理論的建立過程，讓我們再一次領略到科學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，同時又有安培、庫侖、赫茲、奧斯特等一大批人為電磁學打好了基礎，給麥克斯韋的再一次大綜合預備了條件。

相對論的建立是電磁理論合乎邏輯的繼續和發展，是物理學有關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論依據經驗，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歷了10年才找到了解決問題的關鍵。這期間邁克爾遜―莫雷實驗的零結果，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在的淵源關系，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不該給我們帶來深刻的啟示么？愛因斯坦的狹義相對論發表后擱置了14年沒有受到應有的重視，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-莫雷實驗斷斷續續前后作了六年，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？是對科學的負責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、學習中遇到一點小困難與之相比又算得了什么呢？

物理學的發展史更是一部科學方法的創建史，一部思維方法的進化史。

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

而科學假說、等效替換、類比、逆推、歸納等等比比皆是。物理學真堪稱一部方法論大全。影響著人們的思想、觀點、方法。這種思維方法應用于社會各個領域，應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習中訓練的思維方法使他們獲益匪淺，受益終生。

物理學更蘊含了豐富的真、善、美，是一部美學大全。

從它的外延看，它的發展過程，無時不透射著風趣、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斗士，一代科學偉人。他們既是嚴肅論戰的對手，又是追求真理的戰友。爭論時不留情面，生活中友誼真誠，可歌可泣，足令我輩敬仰。

從它的內涵看，它的內容、結構、方法的簡單美，一個F=d（mv）/dt就把天地萬物的機械運動規律統一起來了，不令人折服么？

量子力學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、物質三者分開解釋。時間與空間一起組成四維時空，構成宇宙的基本結構。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構的測量點，所測量到時間的流逝是不同的。廣義相對論預測質量產生的重力場將造成扭曲的時空結構，并且在大質量（例如：黑洞）附近的時鐘之時間流逝比在距離大質量較遠的地方的時鐘之時間流逝要慢。現有的儀器已經證實了這些相對論關于時間所做精確的預測，并且其成果已經應用于全球定位系統。另外，狹義相對論中有“時間膨脹”效應：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）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結合起來的理論，如量子重力理論、弦理論、M理論等，預言時間是間斷的，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。

量子力學和狹義相對論范文第5篇

本書名為現代電動力學，它以希望深化對電磁學的理解而數學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，應該涵蓋學生們必須知道的一切，而不是作者應當知道的一切。但物理學家們對于“學生們必須知道的一切”極少有共識，一般來講，除了大學教程中所出現的一些核心內容之外，對于研究生課程的講義的內容往往依賴于作者的研究工作背景。本書作者打算在適當的篇幅下使本書包含有遠遠超過兩個學期課程所需的材料，以適應根據不同的要求選擇教學內容。

本書書名中的“現代”并不意味著使用特殊的“現代”數學方法，而是指它包括了近幾十年來引人關注的新發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。為了幫助讀者學習，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個課后作業題，這些題目中有一些屬于大學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性的問題。

學生在讀懂課文的幫助下積極地完成這些習題能為自己打下良好的基礎。

全書內容共分成24章：1.數學預備知識； 2.麥克斯韋方程；3.靜電學； 4.電多極矩； 5.導體； 6.電介質； 7.拉普拉斯方程； 8.泊松方程；9， 穩恒電流； 10.靜磁學；11.磁多極距；12.磁力和磁能；13.磁性物質； 14.動力學的和準靜態場； 15.一般電磁場； 16.真空中的波；17.簡單物質中的波；18.色散物質中的波； 19.導波和約束波；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；D.狹義相對論中負號的處理。

本書的寫作風格和豐富的內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專家、學者的好評，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典電動力學新的、優秀的經典教材。

丁亦兵，教授

（中國科學院大學）