广义相对论简介之四——史瓦西场中自由粒子的运动

介绍史瓦西场中能量和角动量。由能量和角动量守恒讨论自由质点的运动和光线传播以及广义相对论的四项经典检验。     

广义相对论浅释(1)

本文用通俗的方法介绍了广义相对论的基本思想 ,并得到了史瓦西场时空弯曲的规律及质点在史瓦西场中自由运动的规律 ,从而解决了引力红移 ,CS原子钟环地球飞行后与地面上 CS原子钟的时差 ,行星进动 ,光子经过太阳表面时的偏转角 ,雷达回波延迟等问题 .     

广义相对论浅释（1）

本文用通俗的方法介绍了广义相对论的基本思想,并得到了史瓦西场时空弯曲的规律及质点在史瓦西场中自由运动的规律,从而解决了引力红移,Ｃｓ原子种钟环地球飞行后与地面上Ｃｓ原子种的时差,行星进动,光子经过太阳表面时的偏转角,雷达回波延迟等问题。     

对自由落体的诺维科夫时间与牛顿绝对时间关系讨论

文章首先将史瓦西黑洞场中自由下落质点的固有时(诺维科夫坐标时)公式,由自然单位制化成了国际单位制中的形式.然后,根据牛顿第二定律和万有引力定律,推导出了自由下落质点经历的绝对时间公式,进而证明了广义相对论中自由落体经历的固有时,恰好等于牛顿力学给出的绝对时间.最后,对自由下落质点在黑洞内外经历的时间进行了特例计算.     

介绍《广义相对论和宇宙学的物理基础》

清华大学李复老师几年来致力于广义相对论的普物化 ,他编写的《广义相对论和宇宙学的物理基础》一书已经出版 .该书用普通物理的语言、风格 ,避开艰深的数学 ,在普通物理的层次上较为全面地讲授广义相对论的物理基础 ,在此基础上从宇宙学的基本原理出发 ,介绍大爆炸宇宙学对宇宙的诞生、演化和未来的讨论 .全书为一完整体系 ,以狭义相对论为基础 ,由运动时钟变慢、运动方向长度变短 ,利用爱因斯坦假设以及史瓦西外部解 ,深入浅出地讨论了史瓦西场中的时空、光子及自由粒子在史瓦西场中的运动 ,只利用普通微积分定量地计算广义相对论的经典检…     

关于“质点角动量”学习中的几个问题

角动量是描述物体运动状态的重要物理量，初学者常会感到困难．本文就如何理解学习质点角动量知识，谈几点意见． 什么是角动量．在描述质点平动运动时，“线动量”是很有用的物理量．那么，在转动运动中与线动量相类似的物理量就是角动量．若质量为ｍ、线动量为ｍｖ的质点，相对于惯性系原点的位矢为ｖ，我们定义这质点对原点Ｏ的角动量为：Ｌ＝ｖ×ｍｖ． 角动量是矢量．从定义式中可看出，角动量是涉及矢积的一个物理量，其方向由矢积右手法则给定，即方向垂直于位失和动量决定的平面，如图１（ａ）、（ｂ）中角动量入方向的标示． 角动…     

平方反比律有心力场中经典轨道问题的另一种讲授方法

有心力场中质点动力学问题是理论力学教学中的典型课题之一.它有助加深学生对能量和角动量这两个概念及其守恒原理的理解.同时这个课题在天文学和物理学中也有重要实际意义. 这部分内容的一般教学体系是首先阐明质点在有心力场中运动的基本性质,然后写出质点在径向与横向的动力学方程以及能量与角动量的守恒方程,接着说明完整求解运动规律[r=r(t)与θ=θ(t)]的主要步骤.至此问题虽然形式上解决了,但由于所涉及的数学运算特别是积分结果t=t(r)在反演上的困难,一般教材并不按此步骤处理有关问题.人们更感兴趣的是轨道问题.讨论轨道问题的基本…     

一道力学题目的四种解法及分析

一道力学题目的四种解法及分析逢锡森，范素华（山东建材学院物理教研室，济南１５００２２）在大学物理中，有一道力学题；质量为ｍ１和ｍ２的两个自由质点相互以万有引力作用（图１）．开始两质点都处于静止状态，其距离为ａ，试求两质点间距离变为ａ／２时，两质点速度...     

质点从可自由移动的凹曲面上滑下的运动轨迹问题

运用质心运动定理,分析了质点在可自由移动的凹曲面上滑下时,质点对惯性系的运动轨迹方程．并就质点的运动平面与凹曲面的交线方程分别为直线、椭圆、双曲线、抛物线等情况进行了讨论。     

湍流外尺度对大气相干长度和等晕角的影响

根据实测的湍流结构常数的高度分布资料，分析了大孔径和小孔径两种情况下湍流外尺度Ｌ＿０对大气相干长度ｒ＿０和等晕角θ＿０的影响。计算结果表明，在Ｌ＿０为有限值情况下，ｒ＿０和θ＿０明显地增大了，对于大孔径望远镜，在红外波段，如波长为２．２μｍ，ｒ＿０和θ＿０更大，θ＿０甚至可达０．５ｍｒａｄ。     

刚体定轴转动定律的一种推导

从现代物理的高度来看,能量、动量和角动量是描述物质运动和相互作用的更为基本的物理量,它们的守恒定律具有更为普遍、更为深刻的意义。本文拟以角动量定理导出刚体定轴转动定律。 因为刚体可看作由彼此间距离不发生变化的众多质点组成的质点系,所以刚体定轴转动的角动量是刚体上可看成质点的各质元定轴转动的角动量的总和。刚体定轴转动时,各质元绕     

氢原子及类氢原子的双波描述

采用双波量子理论对氢原子及类氢原子进行了双波函数描述，讨论了其经典极限。证明了双波函数满足波函数的归一化条件。在双波函数描述下，能量和角动量F的平均值为En和mh。同时求出了r，cosθ,sinθ,cosψ，sinψ和X，Y，Z在双波函数描述的平均值。对力学量f求统计平均值的结果表明，单波函数描述的是氢原子及类氢原子系统的运动状况。只有双波函数描述的是单个粒子的运动状况。     

2＋1维SU（3）O^＋＋胶球质量

提出变形集团展开法研究２＋１维ＳＵ（３）格点规范场的胶球质量,这种方法采用相边空心图的线性组合作为试探波函数,并引入了Ｗｉｌｓｏｎ圈图的平均值。计算结果表明,变形集团展开的真空能量比普通集团展开法方法的真空能量低,０＾＋＋胶球质量ｍ／ｅ＾２的二阶和三阶结果在耦合常数β＝４．５－８．０区间,表现出较好的标度行为和良好的收敛性。     

对心碰撞的约束关系

题一，在光滑平面上，质量ｍ１＝１ｋｇ的小球，以ｖ１０＝５ｍ／ｓ的速度向前运动，与质量ｍ２＝２ｋｇ以ｖ２０＝２ｍ／ｓ的速度向前运动的小球发生正碰撞，设碰后ｍ２的速度ｖ２＝５ｍ／ｓ，求碰后ｍ１的速度ｖ１的大小和方向．图示．题二，同上题，设碰后ｍ２的速度ｖ...     

有心力问题复数分析

一、引言 质点在有心力场中运动的轨道方程的求解方法比较多[1][2][3].这里所说的有心力主要是指平方比律有心力,我们将以此为例讨论一种普遍适用于分析平面质点运动的复数方法. 引入指数形式的复数表示各个力学量.如图1.1所示,在复平面上,质点的运动方程r=r(t)可以表示为这里j表示复数单位.由上式对时间求导一次,便得到质点在任意位置的速度同极坐标系(如图1.2所示)中的表达式相比,可见(1.2)式括号里的实部为速度的径向分量vr,而虚部则为速度的横向分量v0[1].事实上,此式所表明的正是当质点运动到幅角为θ处时速度在径向和横向上的分量,而…     

SOI大截面单模脊形X型分支波导的研制

报道了硅片直接键合（ＳＤＢ）ＳＯＩ大截面单模脊形互型分支波导的研制．对于波长为１．３μｍ的光，在θ＝２°小分支角时，这种分支波导的通道串音小于－２０ｄＢ，辐射损耗小于０．３ｄＢ．直通传输损耗小于０．８５ｄＢ／ｃｍ．     

无旋性前进重力波传递在均匀流中的Lagrange解析解与试验验证Ⅰ.理论解析解

对于三维空间等深水中,无旋性自由表面周期性规则前进重力波传递在均匀流中的波流场,依质量守恒取一波长的流体质点的运动位移的波长平均高程,所得其标注参数恰为其在原静止水中的位置下,完全以Lagrange方式的参数控制式,解出此波流场至第三阶的全Lagrange形式解且得到检核验证;其中波流交互作用效应存在于Lagrange流速势中,使得波流场中的压力不受均匀流的影响.而Euler形式解所无法描述的流场特性,包括大于前进波周期的流体质点的运动周期,与其受前进波引起的质量传输速度、它们间的关系、及流体质点对其运动周期平均的高程与成因等,都说明是随流体质点所在的高程向下做指数函数样递减;而流体质点的三维空间螺旋曲线式的运动轨迹与烟线,其随均匀流的流向流速而变化的情况,例如其在均匀流于前进波波向有同向的流速分量时,是受流体质点恰在波谷断面处时的流速大小而变的形式,与其在均匀流于前进波波向有反向的流速分量时,则受流体质点恰在波峰断面处时的流速大小而变的形式,有很大不同的倒反形式甚至以封闭曲线形式呈现.最后,说明波流场变成稳定性运动流场时的特性,并证实其在无流时退化成纯前进波的情况.     

二维各向同性谐振子的升降算符解法

本文利用角动量算符的Ｓｃｈｗｉｎｇｅｒ表示，用代数方法研究了二维各向同性谐振子的能量本征函数．求出了（Ｈ，ｌｚ）共同本征函数　Ｎｍ（θ，）　，找到了量子数Ｎ，ｍ的升降算符以及各本征函数之间的递推关系，包括径向波函数的递推关系．给出了（Ｈ１，Ｈ２）表象与（Ｈ，ｌｚ）表象之间的变换关系，这关系和转动矩阵有密切联系．     

史瓦西时空中自由粒子的运动方程

直接求解史瓦西时空中自由粒子的测地线方程,得出粒子运动方程的一般常见形式.此方法与一般教材中根据史瓦西度规的静态球对称性以及四速归一条件得出的运动方程完全相同.此方法物理意义更清晰、明确,同时对理解弯曲时空中的测地线方程具有重要意义.     

一篇值得一读的审稿意见

作者所得的某些结论是与狭义相对论的结论完全相反 (作者本人也这样认为 )。究其原因 ,作者实际上并没有弄清楚静质量ｍ0 和动质量ｍ的概念。当一个质点相对于某惯性参考系以速度ｖ运动时 ,我们说它具有动质量ｍ ,意思是 ,若质点此时的加速度为ａ ,所受作用力为ｆ,则满足牛顿第二定律 :ｆ=ｍａ ,可见动质量ｍ一般是依赖于质点相对于参考系的速度ｖ ;ｍ =ｍ(ｖ)。当ｖ =0 ,即质点相对于参考系静止时 ,ｍ =ｍ(0 ) =ｍ。此质量移为质点的静质量。作者举了一例 ,认为“丙一直一动不动地站在那里 ,我们实在找不出任何会使丙质量产生变化的理由 .…