计算光在引力场中偏折的新方法

利用光的量子论,能量守恒及弱等效原理得出电磁波传播在几何近似下,光线在引力场中的偏转角和波矢的关系. 利用引力场中电磁波方程,在弱场近似下给出了一般的计算光线偏转角度的方法. 具体计算了Schwarzchild引力场中光线的偏折及Kerr-Newman引力场中光线的偏折. 关键词： 引力场 电磁波方程 能量守恒 弱场近似     

浅谈广义相对论的创立之一 等效原理的发现与应用

简述了惯性质量同引力质量相等的经典实验;介绍了爱因斯坦发现等效原理的思路历程;说明了等效原理在分析引力场中时间延缓,星光谱线的引力红移和光线偏转等问题上的应用.     

基于坐标变换的引力透镜模拟

光线在引力场中会发生偏折是广义相对论理论所预言的现象之一.而引力透镜效应则是指,当观测者与背景光源之间存在较大质量的前景天体时,大质量天体的引力场使背景光源发出光线的传播方向发生改变而导致的一系列观测效应,在天体物理、宇宙学等方向的研究中具有重要意义.本文主要介绍了基于坐标变换的引力透镜模拟,对于前景天体考虑了两种透镜模型,并推导了相应的透镜方程及光线偏折角表达式.然后对于同一类透镜模型下背景光源三种不同的表面亮度分布进行研究,通过计算机生成了相应的引力透镜成像结果.     

哈勃参数对Robertson-McVittie时空中光线轨道的影响和雷达回波延迟修正

采用后牛顿近似计算方法讨论了哈勃参数H(t)对Robertson-McVittie时空中电磁波传播的后牛顿影响.对于光线的偏转实验,同时考虑了光源和接收点的有限距离(d1,d2)对偏转角度的影响,计算给出了哈勃参数H0对偏转角度的最大修正.对于雷达回波的延迟效应,给出了哈勃参数对时间延迟公式的最大修正.该工作利用经典引力实验考虑宇宙膨胀对电磁波传播的后牛顿影响,可为当前的高精度空间引力实验提供理论参考.     

关于光线的两种弯曲的讨论

本文讨论了光线在光学不均匀介质中的弯曲与在引力场中的弯曲在形式上的相似性,最后提出一个“光线的光学折射(弯曲)与引力弯曲的等价关系”,并且得到相应的证明。由此,进一步尝试建立上述两种效应都存在时光线的短程线方程。采取的方法是:仍以光线在引力场中的短程线方程为基础,但修正其中Christoffel符号T_(αβ)~r里所包含的四维时空的度规张量g_(αβ),修正后,让它们既能反映引力场,又能反映光线在光学不均匀介质中的弯曲。     

量子引力和弦论在中国

直到20世纪60年代,爱因斯坦的广义相对论一直是理论物理中理论色彩最浓的一个分支,那时广义相对论的主要实验验证是水星近日点进动、太阳引力场中的光线弯曲、引力红移。直到宇宙学和涉及强引力场的一些天体物理问题成为实验观测对象后,广义相对论才成为和其他物理理论（如粒子物理）类似的学科。与此同时,人们开始尝试将引力和量子力学结合起来,这就是著名的量子引力或引力量子化问题。     

引力场的二分量理论和验证广义相对论的新实验

美国斯坦福大学以W.Fairbank为首的研究组,正在考虑验证广义相对论的极为精密的新实验. 从1915年爱因斯坦发表广义相对论以来,通过水星近日点的移动,光线在引力场中的折射及光谱线的红移等现象的观测,验证了广义相对论的正确性.但是,上述新实验是以最近提出的引力场二分量理论来验证广义相对论的一种新尝试. 众所周知,电磁场中有电场和磁场.与此相似,可认为引力场也由两个分量所构成.由于牛顿势和库仑势在形式上是相同的,因而牛顿势对应于电场势.根据牛顿引力理论,不存在对应于磁场的分量.而按上述理论,在广义相对论所讨论的引力场中必然存…     

Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x)氧化物中的相

样品A和B都是组成为Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x),但采用不同的热处理工艺后呈现出不同的导电性能,前者是超导体而后者在77.36K还为非超导体。两种样品都是多相化合物。超导样品A中的主相是具有有序畸变钙钛矿型结构的正交相,其单胞尺寸α=0.386,b=0.389和c=1.159nm,空间群是Pmmm。此外,还含有小量的另一类正交相(称phase- Ⅱ),其单胞尺寸是α=1.231,b=0.740,c=0.571nm,空间群是Pbam。 样品B中的主相仍然是上述的超导相,含有小量的 Phase-Ⅱ。此外,还含有小量的如下三种相:Phase-Ⅲ:正交晶系,α=0.892,b=0.639,c=0.535nm。Phase-Ⅳ:体心立方结构,a=1.822nm。Phase-V:六角晶系,a=b=0.526, c=0.635nm。     

三铌酸锂空间群的会聚束电子衍射测定

用会聚束电子衍射图中显现的动力学消光线,测定了三铌酸锂的空间群。结果表明,三铌酸锂有一2次螺旋轴和一垂直它的滑移面,从而空间群是P2₁/a。同时得出点阵参数a=1.545nm,b=0.503nm,c=0.753nm,β=107°。 关键词：     

爱因斯坦与黎曼几何

1907年爱因斯坦发现等效原理后,由于一时还找不到建立理论的途径,广义相对论在几年中没有多大进展.从1908年至1911年,他在这方面的工作主要是为新的引力观点寻找可由实验检验的证据,这就是引力红移和引力场中光线的弯曲两个效应.1911年他导出了这两个效应的定量公式[1],但由于方法是半经典的,后一效应的公式并不正确.这两个效应当时都未能进行检验.前者对于像地球这样的弱引力场来说,它过于微弱,大家知道,迟至1924年才由亚当斯通过对天狼星的伴星的观测得到证实;而后一效应的观测也因为第一次世界大战的爆发而夭折.大约在1912年初,事情有了…     

亨利,卡文迪什,约翰.冯.索尔特纳和光线的偏转

大约在1784年,亨利·卡文迪什就已经在牛顿理论和光的粒子模型的基础上计算了光线的引力偏转,但他从未发表过自己的这一计算.他比冯·索尔特纳 (Johann Georg von So-ldner)首次发表的计算几乎早20年.他们两人的结果略有差别,这是因为卡文迪什讨论从无限远处发射的光,而索尔特纳则讨论从引力物体表面发出的光.在第一级近似时,他们的结果相互一致,都是广义相对论所预言并由实验证实的数值的一半. 当提起引力物体引起光线偏转这一概念时,通常就会想到爱因斯坦的名字,因为他在1915年11月曾利用广义相对论计算并预言了现在为大家所公认为正确…     

引力波探测的现状和意义

 引力波是广义相对论的一个理论预言。1916年爱因斯坦创立广义相对论,揭示了一个全新的时空观念:时间和空间并非绝对和独立地存在,它们是相互联系的,由物质分布和运动所决定的属性。在时空中运动的物质,其轨迹由时空曲率决定。这种时空结构的几何化概念,对引力的本质提出全新的解释,是一种新的引力理论。一、引力波是变化着的4维时空曲率的传播物质的引力场是一种无需介质的广延场,与电磁场相类比:电荷的加速运动能辐射电磁波,那么,理论上物质的运动也辐射引力波。爱因斯坦在引力场方程的弱场近似解中得到平面引力波辐射的结论。近代其他引力理论也得出存在引力波的预言。     

McMillan T_c公式的解析推导(Ⅰ)μ~*=0情形

作者在μ~*=0情形,从Eliashberg方程解析地导出如下的T_c公式: T_c=αω_(10g)exp{-b(1 cλ/λ)}式中α=2γ/π,b=c=1;Inγ=C=0.5772是Euler常数。 这个T_c公式只有在T_c=0.36/α(k)以下才是正确的,α是个大于1并随材料而异的常数。我们推测,当T_c超过上述范围后,T_c公式的函数结构很可能不同于McMillanT_c公式,至少α,b和c等参量不再是些不依赖于材料的常数了。     

关于引力场的能量问题

本文讨论引力场中局部区域的能量问题。这里提出了一个新的引力场总能量-动量赝张量密度,它所表示的引力场局部空间区域中的能量对纯空间坐标变换是不变量,因而引力场的局部区域能量具有确定的物理意义。关于Schwarzschild场的能量和动量,新的赝张量给出的结果要比现有广义相对论文献中的其他形式的赝张量所给出的结果较为合理。文中还讨论了在引力理论中质量与能量的关系问题。 关键词：     

爱因斯坦引力场Arnowitt-Deser-Misner约束方程的两种推导方法

给出两种不同方法,分别导出爱因斯坦引力理论中著名的Arnowitt-Deser-Misner(ADM)约束方程.其一是在具有洛伦兹号差的时空中,构造一个单参数引力场作用量,由此导出单参数ADM约束方程.该参数取某特定值时对应的就是熟知的ADM约束方程.其二是将二重复函数理论运用于爱因斯坦引力场的哈密顿形式表述中,得到引力场ADM约束的二重化形式,从而也能将通常的ADM约束作为其特殊情况包含其中.此外,这两种方法还能统一地表述具有不同时空号差(洛伦兹号差和欧几里得号差)的洛伦兹引力理论和欧几里得引力理论 关键词： Arnowitt-Deser-Misner约束方程 哈密顿表述 时空号差 引力场作用量     

引力场中的g和v

类比是人类认识事物的一种基本思维方法。它既不同于从一般推导到个别的演绎法,又不同于从个别推导到一般的归纳法,它是属于从特殊到特殊,从个别到个别的推理,在物理教学中占有极其重要的地位。本文通过对静电力和引力的类比,引入描述引力场的育关物理量以及高斯定理。 比较库仑定律和万有引力定律的数学表达式,发现它们具有惊人的相似之处:它们都服从平方反比定律,库仑定律中的q和万有引力定律中的m相当,库仑定律中的1/4πε和万有引力定律中的G相当,但它们也有各自的特殊性:万有引力总是引力,库仑力却可以是引力,也可以是斥力;还有库仑力存在于两带电体之间,而万有引力存在于任何两物体之间,我们可以将有关静电场的知识结构、研究方法移植于引力场中,如用场强研究力的性质,用势的概念研究场能的变化,用力线形象地描绘场,用高斯定理简便地计算空间各点的场强等。 类似于静电场,任何物体在其周围的空间激发了一个“引力场”,并对处在其中的任何物体有力的作用,     

McMillan Tc公式的解析推导(Ⅰ)——μ*=0情形

作者在μ^*=0情形,从Eliashberg方程解析地导出如下的T_c公式:T_c=αω_logexp{-b((1+cλ)/λ)},式中α=2γ/π,b=c=1;Inγ=C=0.5772是Euler常数。这个T_c公式只有在T_c=0.36/α(k)以下才是正确的,α是个大于1并随材料而异的常数。我们推测,当T_c超过上述范围后,T_c公式的函数结构很可能不同于McMillan T_c公式,至少α,b和c等参量不再是些不依赖于材料的常数了。 关键词：     

引力的速度

大多数的科学家们都明确地认为 ,引力作用应该与电磁力作用相似 ,不是一种瞬态作用 ,而是有一定的速度的 .例如我们看到的太阳 ,实际上是它 8分钟以前的状态 .一般来说 ,要用实验的方法来确定引力的强度还比较容易 ,但要用实验方法来测定引力的速度却比较困难 .那么我们能否用引力透镜效应的监测直接地测量引力的速度呢 ?2 0 0 2年 9月 8日 ,土星巡弋在类星体JO84 2 +1 835的附近 ,虽然土星没有一般恒星的质量大 ,但它仍有相当大的引力 .按照广义相对论的推测 ,在天空中类星体的位置在土星引力的作用下 ,将在若干天内完成一个小小的回路 .…     

[Co (C5O2H8)2]·H3COH的 水热合成和晶体结构

合成了[Co (C5O2H8)2]·H3COH金属配合物,通过X射线衍射仪测得配合物[Co(C5O2HD2]·H3COH的晶体结构.晶体属于单斜晶系,空间群为P2 (1)/c,其晶胞参数为a=0.93325(16)nm,b=1.15015(16)nm,c=1.30029(16)nm,α=90.00°,γ=90.00°,...     

含铋层状结构铁电体PbBi_4Ti_4O_(15)和SrBi_4Ti_4O_(15)的X射线衍射数据的测定

用衍射仪和Guinier聚焦相机收集了含秘层状结构铁电体PbBi_4Ti_4O_(15)SrBi_4Ti_4O_(15)的X射线粉末衍射图谱(Cu Ka),给出了d值大1.13A的88和76条衍射线的衍射数据和指标。它们都属正交晶系,空间群Bb2_1m(C_2v~(12)),点阵常数和X射线理论密度为 PbBi_4Ti_4O_(15)α=5.431A,b=5.459A,c=41.36A;z=4;D_x=7.986g/cm~3. SrBi_4Ti_4O_(15):α=5.428A,b=5.438A,c=40.94A;Z=4;D_x=7.447g/cm~3.