惯性的本质（续）

惯性的本质（续）赵凯华，罗蔚茵，（北京大学物理系，北京１００８７１；中山大学物理系，广州５１０２７５）４马赫对“绝对空间”的批判牛顿的绝对空间概念曾受到同时代的人，如惠更斯、莱布尼兹等的非难和诘责，但由于牛顿力学的巨大成就，二百余年中一直为人们普遍接...     

马赫原理与广义相对论的建立

本文根据史料分析得出结论：马赫原理对广义相对论的建立有一定的启发和促进作用，是爱因斯坦提出广义相对性原理的重要认识论根据。     

惯性原理及其宇宙起源(上)

 常言说得好,没有规矩,不成方圆。没有基准,也就失去依据。什么是引进物理量和描述物理规律的规矩和基准呢?在力学和物理学中,惯性原理即对于惯性观测者以惯性运动和惯性系为基础的相对性原理,对于力学量和物理量的引进、力学和物理规律的描述,起着十分重要的基准作用。对于与空间、时间,其中物质和运动直接相关的力学量和物理量,以及相应的力学和物理规律而言,至少在引力相互作用可以不考虑的情形中是这样。事实上,惯性原理的这一基准作用,在牛顿力学和狭义相对论中都非常突出。早在我国汉代就有记载:“地恒动而人不知,譬如闭舟而行不觉舟之运也。”     

惯性原理及其宇宙起源(下)

 四、常曲率空时惯性原理及其宇宙学意义常曲率空时相对性原理和德西特不变的相对论如何面对暗宇宙的尖锐挑战?为什么我们的宇宙在加速膨胀,一定不渐近平坦,而很可能具有一个正的极小宇宙常数,渐近于德西特空时?而按照通常的处理,德西特空时却带来一系列疑难;极小而又为正的宇宙常数也带来极大困惑。通行的看法是把宇宙常数等同于量子理论中“真空”的能量。可是,这样得到的宇宙常数值比观测值大了一百二十几个量级;考虑种种可能修正、包括超对称等等,也还要大几十个量级。理论与观测之间如此大的差别,前所未有。根本问题出在哪里?通常的作法是考虑种种动力学模型、修改引力场方程,甚至借助量子引力等等。     

阿基米德原理在非惯性系中同样成立

阿基米德原理是在惯性系中由实验总结出来的.本文经过理论推导,得出在非惯性系中同样成立.     

不同惯性系中的力学规律

由力学相对性原理可知，在不同惯性系中，一切力学规律（如牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律、角动量定理等）的形式都相同．但在一个惯性系中机械能（或角动量）守恒，在另一惯性系中观察机械能（或角动量）却不一定守恒．     

一种导出洛仑兹变换的简明方法

通过二个假设实验 ,由光速不变原理导出了洛仑兹变换关系式 ,简明严谨。     

空间时间、引力和宇宙理论正在经历变革

 2005年是世界物理年,是年11月份,南开大学物理学院“今日物理”邀请中科院理论物理研究所资深研究员郭汉英老师作了题为《空间时间、引力和宇宙理论正在经历变革--大船、水桶、升降机、橡皮膜和暗宇宙》的讲座。讲座之后,“今日物理”活动组的徐光明、苗荣欣等同学对郭老师进行了专访,几经讨论,内容已经超出原来的讲座。现与郭老师一起整理成文,供大家参考。徐光明:郭老师,您好。非常感谢您在百忙之中来到南开物理系所作的精彩讲座,谢谢您对我们“今日物理”活动的支持!您的演讲深入浅出,使同学们受益匪浅。我们想就这个话题的讨论整理成稿,发表出来,作为世界物理年纪念活动的一部分,您看可以吗?     

关于"惯性秤"实验的思考

介绍了惯性秤的基本原理，分析了惯性秤不同放置情况的测量结果。     

浅谈惯性约束核聚变

以煤、石油、天然气为代表的化石能源终将枯竭,基于核裂变反应的核裂变能源也由于安全性和核废料的处理等问题而不尽如人意。     

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 .     

不同惯性系中的力学规律

由力学相对性原理可知，在不同惯性系中，一切力学规律（如牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定理、角动量定理等）的形式都相同，但在一个惯性系中机械能（或角动量）守恒，在另一惯性系中观察机械能（或角动量）却不一定守恒。     

谈质心及质心系的教学在理工科大学物理中的作用

质心和质心系是大学物理中重要的概念.本文首先通过运动学分析,得到了物体运动的动量、角动量及动能在惯性系和质心系之间的变换关系,这些变换关系有着与伽利略相对性原理中的位置变换和速度变换完全相似的简单形式.然后通过动力学分析得到了质心系下物体运动所满足的力学规律.这进一步加深了我们对宏观物体运动图像的理解,即宏观物体运动可以看作是随质心的平动和相对于质心的转动的叠加,而质心的运动和质心系下相对于质心的运动都满足形式相对简单的力学定律,可以方便地求解.通过本文的讨论,突出了质心和质心系在工科大学物理力学教学中的重要作用,并且把相对运动、惯性系和非惯性系等力学重要概念联系起来,以有效加深学生对力学整体框架、物体运动图像及力学规律的认识.     

生活的物理学原理

 本文不想再由薛定谔的负熵原理与普利高津的耗散结构理论以及遗传基因等等论述“生命中的物理学”,而想从人们对日常生活的感受与理解、以举例的方式、趣味性地谈论“生活中的物理学原理”。一、“春捂秋冻”的“热惯性原理”在春光明媚、春风得意之时,有些年轻人好像迫不及待地过早换上过于单薄的“春装”,结果吃了不听老人言的亏,因“美丽冻人”而患上感冒症等。殊不知古人云“春捂秋冻”,这是古往今来的经验之谈,又是符合科学原理的简明总结。先谈“春捂”:经过漫长的严冬之后,“冷气”已“冰冻三尺”似地渗入大地与机体,尽管大地回春,但寒冷不会立即消去.     

星球自转角速度的上限

许多星球都有自转运动,在随星球转动的参考系中,星球的各质点受到惯性离心力的作用,使其呈现扁旋转椭球形状.转动越快,惯性离心力越大,当转速大于某临界值时星球会破裂.本文从最小势能原理出发,严格计算星球自转角速度的上限.     

自由降落升降机中液滴的形状

定量讨论了自由降落升降机中实际液滴的形状.结果表明,在地球附近,液滴大小在1 m数量级时呈现明显的非球形,并与静态海潮形成的海洋表面形状相似.提供了一种在普通航天飞机中观察引力场非均匀效应的方法;给出了一种制造空间弯曲测量仪的设想.     

广义相对论简介--工科大学物理课讲授广义相对论的一种方案

用普通物理语言简介广义相对论的基本观点,等效原理,时间和空间,对一种引力场－史瓦西场中的固有时和真实距离进行了计算。     

力学教学中容易忽视的一个问题

在力学教学中,老师都会强调牛顿力学适用的范围是惯性参考系,而力学相对性原理也指出:对不同的惯性参考系,一切力学定律都具有完全相同的表达形式,也就是说在所有惯性系中,牛顿力学定律都是等价的,由于总是强调牛顿定律适用于惯性参考系,这样容易给学生一个误解就是只要任意选择一个惯性参考系都能来求解力学问题,实际上在任意的惯性参考系中力学定律是具有完全相同的表达形式,有些力学量是与惯性参考系的选取无关,而有些力学量是与惯性参考系的选取有关的,因此在求解实际问题时就要先知道哪些物理量与惯性参考系的选择无关,这样的物理量在求解时就可改变参考系,选择一个容易求的惯性系来求解;而与惯性参考系选取有关的物理量,在实际问题中求解时先要弄清楚到底要求的是相对哪个惯性参考系的,在求解过程中不能随意更换参考系,这是一个容易被忽视的问题,如果这一点不讲清楚学生在解题时就会很盲目.     

Proposed Space Test of the New Equivalence Principle with Rotating Extended Bodies

We propose a novel scheme for a space free-fall based test of the new equivalence principle （NEP） with two rotating extended bodies made of the same material. The measurement will be carried out by placing the two concentric spinning masses of very different momenta inside a differential electrostatic aceelerometer in a drag-free compensated orbit. A difference in the forces necessary to maintain the common trajectory will be an indication of a violation of equivalence or the existence of spin-spin force between the rotating mass and the Earth. The conceptual design of the inertial sensor and its operation mode is presented. Details specific to the model and performance requirements are discussed by using up-to-date space technologies to test the NEP with an accuracy of better than 10^-15.     

离心势能教学应用3例

在匀速旋转的非惯性系中引入离心势能,并将其计入系统总势能中,使得机械能守恒等涉及势能的基本方法得以沿用.文章利用离心势能解决3个涉及转动的经典力学问题,以诠释其教学价值.