现代物理基础丛书·典藏版：狭义相对论（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘辽，费保俊，张允中 著

图书标签:

• 物理学
• 相对论
• 狭义相对论
• 现代物理
• 理论物理
• 科学
• 教材
• 经典
• 典藏版
• 爱因斯坦

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030226150

版次：2

商品编码：12141972

包装：平装

丛书名： 现代物理基础丛书·典藏版

开本：16开

出版时间：2008-07-01

用纸：胶版纸

页数：192

字数：242000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代物理基础丛书·典藏版：狭义相对论（第二版）》在1987年初版基础上作了全面修订和扩充，较系统地叙述了狭义相对论的基本内容。《现代物理基础丛书·典藏版：狭义相对论（第二版）》共6章，分别讨论狭义相对论的产生背景，狭义相对论的基本原理和时空观，四维闵可夫斯基时空几何及其四维张量，电动力学的相对论形式，相对论质点运动学、质点动力学和连续介质力学以及相对论的拉格朗日和哈密顿表述，并附有颇具争议的“时间机器”简介和狭义相对论发展简史。《现代物理基础丛书·典藏版：狭义相对论（第二版）》可作为高等学校理工科本科生、研究生以及有关科技工作者和教师的参考用书。

内页插图

目录

第1章 经典时空观及其危机
1 经典物理的时空观
1．1 伽利略变换
1．2 伽利略相对性原理
1．3 以太假说
2 几个重要的经典实验
2．1 霍克实验
2．2 斐佐实验
2．3 迈克耳孙-莫雷实验
2．4 特鲁顿-诺伯尔实验
3 经典时空观的危机
3．1 洛伦兹的收缩理论
3．2 里兹的发射理论
3．3 庞加莱对相对论的贡献

第2章 狭义相对论时空观
4 狭义相对论的基本原理
5 洛伦兹变换
5．1 洛伦兹时空变换
5．2 洛伦兹速度变换
5．3 洛伦兹变换群
6 同时的相对性
7 空间距离的相对性
8 时间间隔的相对性
9 因果律和光速极值原理
9．1 事件的时间序列性
9．2 因果律和光速极值原理
9．3 关于光速极限原理的说明

第3章 四维闵可夫斯基时空
10 闵可夫斯基几何
10．1 闵可夫斯基时空结构
10．2 闵氏时空的长度和角度度量
10．3 类时世界线长度与固有时间
10．4 闵氏时空中的洛伦兹变换
11 相对论时空观的几何表示
11．1 同时的相对性
11．2 长度收缩和时间延缓
11．3 例：时钟佯谬
11．4 例：长度收缩佯谬
11．5 例：双生子佯谬
12 欧氏空间的张量分析
12．1 欧氏度规和线元
12．2 欧氏空间的转动变换
12．3 三维张量及其变换
12．4 三维张量的运算规则
12．5 例：连续介质和电磁场的应力张量
13 闵氏时空的张量分析
13．1 闵氏度规和线元——时空间隔
13．2 闵氏时空的转动变换——洛伦兹变换
13．3 四维张量及其变换
13．4 四维张量的运算规则

第4章 电动力学的相对论形式
14 电磁场方程的协变性
14．1 麦克斯韦电磁场方程
14．2 场方程的四维电磁势表示
14．3 场方程的电磁场张量表示
14．4 介质中场方程的电磁场张量表示
15 电磁场的洛伦兹变换
15．1 电磁势和场强的洛伦兹变换
15．2 电场和磁场的相互关系
15．3 运动电荷产生的电磁场
16 电磁场的运动方程
16．1 电磁场动量定理和能量定理
16．2 四维运动方程和电磁场能动张量
16．3 电磁场能动张量的洛伦兹变换

第5章 相对论力学
17 相对论质点运动学
17．1 瞬时惯性系与固有量
17．2 四维位移和四维速度
17．3 四维加速度和加速度变换
……
第6章 相对论的拉格朗日表述
附录A 固有洛伦兹变换的严格推导
附录B 关于“时间机器”
附录C 狭义相对论大事记
参考文献
索引

前言/序言

　　刘辽先生是我国知名的物理学教授，在相对论方面的造诣颇深。一九八三年五月，我有幸参加在南京师范学院举办的“相对论讨论会”，刘先生在会上讲学，并印发了一份《狭义相对论》讲义。我也把我写的有关狭义相对论的文章拿给刘先生审阅，在讨论中我们深切感到，由我国自己培养的物理学工作者，在相对论领域著书立说，对于发展我国的基础理论研究工作，是十分必要的，共同的理想和信念，促使我们愉快合作，当即商定以刘先生的讲义为基础，编写一本《狭义相对论》。我们定下的宗旨是要有自己的特色：第一，深入浅出，简明扼要，第二，把概念讲透，特别在相对论的历史背景、洛伦兹变换的意义以及相对论时空观方面，作重点论述。第三，把研究方法交代清楚，因而有必要利用张量作为工具，来展开相对论电学和相对论力学的主要内容，至于本书的实际内容是否体现了这一宗旨，尚有待读者检验。
　　书稿几经修改与补充，在去年完稿以后刘先生即赴美做研究工作，这篇序言就只好由我独自捉刀了，在这里，我们由衷地感谢冯麟保教授，他仔细地审阅了书稿，提出了许多极为有益的意见和建议。另外，本书难免还有错误或不妥之处，敬请同行赐教。

好的，这是一份针对您所提及书名的图书简介，内容将聚焦于其他物理学主题，详细且深入，不涉及狭义相对论的内容。 --- 现代物理基础丛书·典藏版：量子场论与粒子物理学导论 深入探索微观世界的终极奥秘 本书是“现代物理基础丛书”典藏版的又一力作，旨在为物理学专业学生、研究人员以及对基础物理学抱有浓厚兴趣的读者，提供一套系统、严谨且前沿的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）和粒子物理学导论。与经典理论不同，本卷紧密结合量子力学与狭义相对论的深刻洞见，构建了一个描述基本粒子及其相互作用的统一框架。 第一部分：量子场论的数学与概念基石 本部分是构建完整量子场论大厦的理论基础，重点在于从经典场论到量子场的过渡，以及量子化方法的精确阐述。 1. 经典场论回顾与深化： 在深入量子领域之前，我们首先对拉格朗日量密度和哈密顿量的形式化方法进行了复习与强化。详细讨论了诺特定理（Noether's Theorem）在守恒律导出中的核心作用，并引入了更具普适性的路径积分（Path Integral）表述，这为后续的正则量子化和微扰论奠定了数学工具。我们着重分析了连续对称性在规范场论中的地位，为理解电磁场和弱核力场的结构做好铺垫。 2. 自由标量场和狄拉克场的量子化： 本书详细介绍了对自由玻色场（如Klein-Gordon场）和自由费米场（如狄拉克场）进行正则量子化的过程。对于玻色场，我们展示了如何通过对场和共轭动量进行对易关系（Commutation Relations）的规定，从而自然地导出产生（Creation）和湮灭（Annihilation）算符，并将场算符表达为这些算符的线性组合。 对于费米场，关键在于引入反对易关系（Anti-commutation Relations），这是满足泡利不相容原理（Pauli Exclusion Principle）的内在要求。我们详细推导了狄拉克场量子化后，如何解释其正能和负能解，并清晰地阐明了如何通过“负能量态的重新解释”来避免理论上的不稳定性和对“负粒子”的混淆。 3. 相对论性量子理论的挑战与规范： 在量子化过程中，必然会出现无穷大的问题。本部分深入探讨了标准量子场论中出现的紫外（UV）发散，并首次引入了重整化（Renormalization）的概念。我们通过一个简化的$phi^4$理论模型，展示了如何通过物理观测量来吸收和消除这些无穷大，从而得到有限且可预测的结果。这不仅是数学技巧，更是物理图像的深刻转变，标志着从“点粒子”到“相互作用的场”的范式转移。 第二部分：相互作用与微扰论的艺术 一旦建立了自由场的量子描述，下一步便是引入相互作用，并利用微扰论（Perturbation Theory）来计算粒子间相互作用的概率。 4. 相互作用绘景与S矩阵： 我们将系统地介绍相互作用绘景（Interaction Picture），并阐述S矩阵（Scattering Matrix）在描述粒子散射过程中的核心地位。S矩阵的元素给出了一个初始态演化到最终态的概率幅。我们详尽推导了S矩阵的Wick有序（Wick Ordering）展开，这是连接场论算符与实际可观测物理过程的桥梁。 5. 费曼图的构建与解析： 费曼图（Feynman Diagrams）是理解和计算粒子散射振幅的强大可视化工具。本章花费大量篇幅，系统地讲解了费曼规则的推导过程。从基本的顶点因子、传播子（Propagators，包括时序与因果性的考量）到外部线，我们详细解析了如何将任意复杂的多圈图转化为精确的数学积分表达式。通过大量的实例，如电子-电子库仑散射（Møller Scattering）和Bhabha散射，读者将熟练掌握利用费曼图计算低阶修正的能力。 6. 重整化进阶与有效场论： 重整化是量子场论中最精妙的部分。在更高阶的微扰展开中，会出现更复杂的圈图。本书将深入探讨“可重整化”与“不可重整化”理论的区别，并明确区分哪些理论可以通过有限数量的参数重整化，哪些则需要引入无穷多个参数，从而丧失其预测能力。我们引入了“截断尺度”（Cutoff Scale）的概念，并过渡到“有效场论”（Effective Field Theory, EFT）的思想，解释了为何物理学家可以在不同能量尺度下采用不同的理论描述。 第三部分：规范场论与粒子物理学的标准模型 本部分将理论框架应用于描述自然界的基本力，重点阐述规范对称性在构建粒子物理学标准模型中的决定性作用。 7. 规范不变性与规范场： 规范场论（Gauge Field Theory）是现代物理学的核心。我们从电磁学的U(1)规范不变性出发，推广到非阿贝尔群（Non-Abelian Groups），即SU(2)和SU(3）。我们将严格推导杨-米尔斯（Yang-Mills）理论的拉格朗日量，并清晰解释非阿贝尔规范场如何产生自相互作用的规范玻色子（如胶子）。 8. 量子电动力学（QED）的完备性： 我们将量子电动力学（QED）视为一个完备的、可重整化的规范场论范例。详细分析了电子-光子散射的计算，特别是其在低阶的验证，以及高阶修正（如电子的反常磁矩和真空极化）的理论预言如何与精密实验数据完美契合，这构成了物理学中最精确的理论之一。 9. 弱相互作用与希格斯机制： 本书将阐述如何将SU(2)规范群引入到规范理论中，以描述弱相互作用。重点讨论了电弱理论（Electroweak Theory）的构建，包括规范玻色子的质量起源问题。我们将详尽介绍“自发对称性破缺”（Spontaneous Symmetry Breaking）的Goldstone定理，并着重解释希格斯机制如何通过与规范场的耦合，赋予W和Z玻色子质量，同时保持理论的规范不变性。这一机制的引入，标志着粒子物理学标准模型的理论基础得以确立。 10. 量子色动力学（QCD）的非凡特性： 最后，我们转向描述强相互作用的量子色动力学（QCD），基于SU(3)规范群。本章将重点剖析QCD的两个核心特征：渐进自由（Asymptotic Freedom）和夸克禁闭（Confinement）。我们将解释为什么在高能对撞时，夸克和胶子表现得像自由粒子（渐进自由），而在低能下，它们却被束缚在强子内部（夸克禁闭）。这些特性与QED截然不同，是理解强子结构的关键所在。 --- 目标读者与特点： 本书内容深度适中，既保持了理论的严谨性，又注重物理图像的清晰传递。它不依赖于复杂的代数拓扑，而是专注于场论的量子化、计算技术以及与实验现象的联系。对于希望扎实掌握粒子物理学标准模型理论框架的读者而言，本书提供了不可或缺的理论深度和广度。读者在阅读前应具备扎实的经典力学、电动力学和高等量子力学的知识背景。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对物理学有着浓厚兴趣的业余爱好者，我一直在寻找一本既严谨又不失趣味的相对论入门读物。这本《狭义相对论（第二版）》简直是我的“宝藏”！首先，它的“典藏版”定位就让我觉得物超所值，无论是纸张的质感还是印刷的清晰度，都体现了出版方的用心。最让我惊喜的是，作者在保持科学严谨性的同时，还融入了大量的历史背景和思想演进的叙述。他没有仅仅罗列公式和推导，而是深入浅出地介绍了相对论诞生的时代背景，以及爱因斯坦是如何一步步打破牛顿力学的禁锢，建立起革命性的理论体系的。这使得我在学习知识的同时，也仿佛穿越回了那个伟大的物理学变革时期。书中对惯性系、非惯性系、时间膨胀、长度收缩等概念的解释，都非常细致，并且辅以大量有助于理解的图示。特别是关于“动量守恒”和“能量守恒”在相对论框架下的修正，让我对经典物理学的局限性有了更深刻的体会。我印象最深刻的是作者对“光锥”这一概念的描绘，它直观地展现了因果律在相对论中的重要性，让我对接下来的学习充满了信心。这本书就像一位经验丰富的老友，耐心而又充满智慧地引导着我一步步揭开狭义相对论的面纱。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！一直以来，我对那些科幻电影里“时空穿梭”、“虫洞旅行”之类的概念充满了好奇，但总觉得它们太飘渺，缺乏坚实的理论支撑。拿到这本《狭义相对论（第二版）》后，我被深深吸引了。封面设计简洁大气，给人一种厚重感，而书名中的“典藏版”更是让人充满期待。翻开书页，首先映入眼帘的是清晰的排版和精美的插图，这对于理解抽象的物理概念至关重要。作者并没有直接抛出复杂的数学公式，而是循序渐进地从爱因斯坦的两个基本公理讲起，用非常形象的比喻和生动的例子来解释光速不变原理和相对性原理。我尤其喜欢他关于“同时的相对性”那一章节的阐述，通过一个经典的火车上的闪电实验，将原本难以理解的概念变得豁然开朗。感觉就像打开了一扇通往全新宇宙观的大门，让我开始重新审视时间和空间这两个最基本的概念。书中提到的“洛伦兹变换”和“质能方程E=mc²”这些经典公式，在作者的解读下，不再是冰冷的符号，而是蕴含着深刻的物理意义，让我对宇宙的运行规律有了更深层次的认识。这本书不仅满足了我对科幻的好奇，更点燃了我深入探索物理世界的热情。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，物理学不应该只属于那些身穿白大褂的科学家，它也可以是充满诗意和哲思的。这本《狭义相对论（第二版）》恰恰做到了这一点。它以一种非常人文关怀的方式来呈现狭义相对论，让我感受到的是一种对宇宙奥秘的敬畏和对人类智慧的赞叹。作者在书中巧妙地将物理概念与哲学思考相结合，例如，他谈到相对论如何挑战了我们根深蒂固的绝对时空观，从而引发了关于“实在”、“观察者”等哲学问题的讨论。阅读过程中，我常常会停下来思考，这些物理定律背后所蕴含的宇宙哲学是什么。书中关于“惯性系”的描述，让我体会到观察者在物理世界中的角色，以及不同观察者之间如何通过物理定律进行联系。还有“时间膨胀”和“长度收缩”这些看似违反直觉的效应，在作者的笔下，却充满了科学的逻辑和美感。我特别喜欢作者在章节结尾处提出的启发性问题，这能有效地激发读者的思考，并鼓励我们去主动探索。这本书不仅仅是一本物理学教材，更是一本引导我们认识宇宙、认识自身的哲学读物，它让我以全新的视角去理解时间和空间。

评分☆☆☆☆☆

我是一名物理专业的学生，平时阅读了不少相关的文献和教材，但这本书给我带来了意想不到的惊喜。作为“现代物理基础丛书·典藏版”的一部分，《狭义相对论（第二版）》在内容深度和广度上都做得相当出色。作者并没有停留在对基本概念的介绍，而是进一步探讨了狭义相对论在天体物理、粒子物理等前沿领域的应用。例如，书中对“相对论性多体问题”的初步讨论，以及对“洛伦兹不变性”在量子场论中的体现的简要介绍，都让我受益匪浅。我尤其欣赏作者在处理数学推导时的严谨性和清晰性，对于一些关键性的公式，他不仅给出了推导过程，还详细解释了每一步的物理意义，这对于我加深对理论的理解非常有帮助。此外，书中还穿插了不少对历史上重要实验的讨论，例如迈克尔逊-莫雷实验的意义，以及后来一些验证相对论效应的实验，这些内容让我看到了理论与实践相结合的魅力。这本书的“第二版”也意味着它经过了内容的更新和完善，其中的一些细节和表述比第一版更加精炼和准确。总的来说，这本书是一本非常适合专业学生深入学习和复习的参考书，它既有理论的高度，又有对实际应用的关注。

评分☆☆☆☆☆

这是一本我绝对不会错过的“好书”。从我拿到《现代物理基础丛书·典藏版：狭义相对论（第二版）》的那一刻起，就感受到了一种独特的魅力。这本书的封面设计非常有品味，散发出一种沉静而又深刻的气质，让人立刻想要一探究竟。打开书页，我立刻被其严谨而不失灵活的写作风格所吸引。作者在讲解复杂的概念时，始终保持着一种“引人入胜”的节奏，让我能够跟得上思路，并且乐在其中。他没有堆砌晦涩难懂的术语，而是善于运用生活中的例子和生动的比喻来阐释物理原理，比如用“电梯”来模拟自由落体运动，用“双生子佯谬”来解释时间膨胀效应。这些巧妙的比喻，让原本枯燥的物理知识变得生动有趣，仿佛在我脑海中构建了一个个立体的物理模型。我尤其喜欢他对“动量”、“能量”等概念在相对论下的重新定义的解释，这让我看到了经典物理学向现代物理学过渡的必然性。这本书的“第二版”也让我确信，它一定是经过了充分的打磨和完善，包含了最新的研究成果和更清晰的阐述。读完这本书，我感觉自己对宇宙的认识又上了一个新的台阶，对未来物理学的发展也充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

京东上买书又快又好

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书角有损，就这样吧

评分☆☆☆☆☆

经典的和量子的，算是比较全面的专业书籍，收藏后慢看……希望能看明白一点点……

评分☆☆☆☆☆

国内经典的教材，好好学习一波！

评分☆☆☆☆☆

没啥问题

评分☆☆☆☆☆

在京东买书相当方便，送货上门，速度快，书品种全，首选这里。

评分☆☆☆☆☆

经典的和量子的，算是比较全面的专业书籍，收藏后慢看……希望能看明白一点点……

评分☆☆☆☆☆

还没开封。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

但是包装太不认真了……