相对论时空观--"低速到高速"之二

1奇特的光速 牛顿力学的失效首先来源于光速的奇特性,即光速与光源的运动无关.例如,在匀速前进的车厢内,在中央吊一光源(图1),它向四外发光.在车厢内测量,光源是静止的,向各方向传播的光的速率是相等的.如果在地面上测量,光源是运动的.实测结果,不但各个方向光的速率相等,而且这一速率和在车厢内测得的光的速率也相等,都是3×108m/s.光速的这一特性也可以说成是光速与参考系无关.这一特性完全背离了伽利略速度变换,从而根本上动摇了牛顿力学的基础而使之失效.     

小谈广义相对论--"从低速到高速"之五

我们已介绍过狭义相对论；在那里爱因斯坦把牛顿的相对性原理推广到包括电磁现象，但还是指惯性系说的；各个参考系是相对做匀速运动的惯性参考系．对加速参考系又该如何呢？爱因斯坦在马赫思想的影响下提出：物理规律对所有参考系，不管是惯性系还是加速系，都应该是一样的．这个进一步推广了的相对性原理叫“广义相对性原理”．它是爱因斯坦广义相对论的一个基本原理．     

牛顿力学形式和相对论力学的协变性

指出若将能量（包括动能）、动量都理解为相对论中的能量和动量，则牛顿力学中的功能原理、动能定理、动量定理、牛顿运动定律及力对物体所作的功率、能量－动量守恒定律及其守恒条件在相对论中都是协变的，并给出了它们的协变形式。     

先谈谈低速运动--"从低速到高速"之一

伽利略的贡献 关于物体运动的科学研究是从17世纪伽利略(1564-1642)开始的．按爱因斯坦的说法：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理的方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端．”     

宇宙航行--"从低速到高速"之四

出于对自然界知识(包括我们周围宇宙的历史和现状)的渴求以及生产生活的需要(如获取资源和通讯)，人类正在把它的活动扩大到太空．1957年10月苏联把第一颗地球卫星送上了轨道，一个月后美国发射了另一颗，1961年苏联把载人宇宙飞船送上了天，第二年美国也完成了同样的任务．1959年9月苏联第一个把一颗探测器送到月球上．1969年7月美国第一个把人送上了月球并使之安全地返回．我国的第一颗地球卫星于1970年4月发射成功；1984年4月又发射了我国第一颗通讯卫星．2003年10月将杨利伟送入围绕地球的轨道上遨游了3圈．从1977年，美国等国又开始了对于太阳系其他行星的探测．     

从陈子定理看相对论力学

通过巧妙地让陈子定理包含光速，可以得到粒子运动的相对论速度基本关系．根据这个相对论速度基本关系，可以推导出相对论质点动力学方程，能量质量关系，动量能量关系，洛伦兹变换等结果．     

相对论夸克模型和N–Δ能量劈裂

基于相对论夸克模型,在夸克层次上研究了N-Δ的质量和二者的能量劈裂,通过引入了赝标量π介子云效应,得到了π和核子之间的耦合常数g_πNN,以及单胶子交换势和单π介子交换势分别对N-Δ能量劈裂的贡献,计算结果较好地与实验值得到了吻合.另外我们还比较了相对论与非相对论夸克模型在处理上的不同.     

狭义相对论中的质量、能量与对称性

爱因斯坦狭义相对论引起物理学基本原理和基本概念的巨大变革。如果要列举除了相对性原理和光速不变原理之外最重要的变革,同时性的相对性、关于质量与能量的概念及其内在联系,应是首选。     

相对论夸克模型和N—△能量劈裂

基于相对论夸克模型，在夸克层次上研究了N-△的质量和二者的能量劈裂，通过引入了赝标量π介子云效应，得到了π和核子宰的耦合常数gxNN，以及单胶子交换势和单π介子交换势分别对N-△能量劈裂的贡献，计算结果较好地与实验值得到了吻合。另外我们还比较了相对论与非对论夸克模型在处理上的不同。     

Energy and Relativistic Clock Rates in Five Dimensions

In the framework of a Kaluza-Klein-like scheme, based on a five-dimensional Riemannian space in which energy plays the role of the fifth dimension, we discuss a class of solutions of the five-dimensional Einstein equations in vacuum, which allows us to recover the energy-dependent phenomenological metric for gravitation, recently derived from the analysis of some experimental data concerning the slowing down of clock rates in the gravitational field of Earth.     

Binding Energy in Two- and Three-Body Relativistic Dynamics

 Two-body and three-body systems of scalar bosons are considered in the framework of covariant constraint dynamics. The reduced equation obtained after eliminating redundant degrees of freedom can be viewed as an eigenvalue equation for an observable which is intimately related with the relative motion. We display the connection of this observable with binding energy. Received October 30, 2001; accepted for publication November 9, 2001     

On Relativistic Mass Spectra of a Two-Particle System

Abstract

A relativistic two-particle system with time-asymmetric scalar and vector interactions in the two-dimensional space-time is considered within the frame of the front form of dynamics using the dynamical symmetry approach. The mass-shell equation may be represented in terms of the nonlinear canonical realization of the Lie algebra of the group SO(2, 1). This allows us to quantize the system and to obtain a closed form for the mass spectrum.     

Energy Spectrum of the Relativistic Duffin-Kemmer-Petiau Equation

The bound state energy eigenvalues for the relativistic DKP oscillator and DKP Coulomb potentials are determined by using an exact quantization rule. The corresponding eigenfunctions are also obtained. The results are consistent with those obtained by others methods.     

Introducing Relativistic Quantum Mechanics to Energy Students

A method for introducing relativistic quantum mechanics to energy students is described. The method complements existing modern physics courses and relies on Feynman’s relativistic path integral approach to display a relationship between classical dynamics, quantum theory, and relativistic quantum theory.     

核势和核子有效质量的同位旋相关性

在Dirac Brueckner Hartree-Fock (DBHF)理论框架下研究了核子光学势和核子有效质量的同位旋相关性. 非对称核物质的计算采用了DBHF的核子自能的Dirac结构的新的分解方法, 核子自能的实部是用G矩阵在Hartree-Fock近似下计算得到, 而虚部从极化图得到. 用核子的薛定谔等价势可以得到核子矢量有效质量. 研究表明考虑了核势的能量相关性在丰中子核物质情况下核子矢量有效质量比质子的大.     

相对论夸克模型对重夸克偶素质量谱的研究

介绍了量子场论中基于准势途径的一个相对论夸克模型,并使用这个相对论夸克模型计算了重夸克偶素的质量谱.显示这个相对论夸克模型可较好地拟合实验上肯定的质量谱数据. A relativistic quark model based on the quasipotential approach in quantum field theory is briefly introduced, and by using this model, heavy quarkonium mass spectra are calculated in detail. It is shown that such a model can give results which are in agreement with the observed experimental data on the mass spectra.     

Mei Symmetry and Noether Symmetry of the Relativistic Variable Mass System

The definition and criterion of the Mei symmetry of a relativistic variable mass system are given. The relation between the Mei symmetry and the Noether symmetry of the system is found under infinitesimal transformations of groups. The conserved quantities to which the Mei symmetry and Noether symmetry of the system lead are obtained. An example is given to illustrate the application of the result.