動(dòng)力學(xué)和相對(duì)論

J.R.Forshaw

A.G.Smith

Dynamics and Relativity

2009,323pp

Paperback

ISBN: 9780470014608

WileyMVCH

J.R.Forshaw and A.G.Smith

本書是曼徹斯特物理系列叢書的新科目。曼徹斯特物理系列叢書是曼徹斯特大學(xué)本科生的一套教科書,這套叢書自從40年前問(wèn)世以來(lái)非常成功,已經(jīng)賣出超過(guò)25萬(wàn)冊(cè)。這套圖書雖然是一個(gè)系列,但每一本都是可以獨(dú)立使用的。這套叢書具有兩個(gè)特點(diǎn):其一,編寫過(guò)程中有選擇性地挑選了內(nèi)容,主要側(cè)重于基礎(chǔ)物理和一些具有指導(dǎo)性、模擬性和有用的應(yīng)用,教材篇幅較短,符合大學(xué)課程的教學(xué)需要,并避免了教材的篇幅太長(zhǎng)或者價(jià)格太高對(duì)學(xué)生產(chǎn)生負(fù)面影響。其二,編寫過(guò)程中注意教材內(nèi)容的靈活性,使教材可適應(yīng)不同課時(shí)長(zhǎng)度和不同課程難度的需要,為了達(dá)到這個(gè)目的,作者使用流程圖來(lái)表明不同章節(jié)的邏輯關(guān)系,并把某些題目放在星號(hào)標(biāo)注的可選學(xué)部分。

《動(dòng)力學(xué)和相對(duì)論》這本書旨在幫助學(xué)生深入理解經(jīng)典動(dòng)力學(xué)和狹義相對(duì)論。本書內(nèi)容分四部分逐漸展開,前兩部分介紹了動(dòng)力學(xué)和狹義相對(duì)論,旨在給出堅(jiān)實(shí)的動(dòng)力學(xué)和狹義相對(duì)論基礎(chǔ)知識(shí),后兩部分以前兩部分為基礎(chǔ),介紹了高級(jí)動(dòng)力學(xué)和高級(jí)狹義相對(duì)論。末章涵蓋了一些對(duì)這個(gè)水平的書來(lái)說(shuō)相當(dāng)前沿的資料,作者希望其教學(xué)風(fēng)格能帶領(lǐng)喜愛(ài)此學(xué)科的同學(xué)全程到達(dá)終點(diǎn)。這本書的前半部分內(nèi)容適合物理專業(yè)本科一年級(jí)的學(xué)習(xí),同時(shí),后半部分內(nèi)容可作為二年級(jí)的課程。

本書共有四個(gè)部分,由14章組成。第一部分動(dòng)力學(xué)導(dǎo)言,包括第1-4章。1. 空間、時(shí)間和運(yùn)動(dòng),介紹了空間和時(shí)間的定義、向量和坐標(biāo)系統(tǒng)、速度和加速度以及標(biāo)準(zhǔn)和單位;2.力、動(dòng)量和牛頓定律,介紹了力和靜態(tài)平衡、力和運(yùn)動(dòng)以及牛頓定律的應(yīng)用;3.能,介紹了功、功率和動(dòng)能、勢(shì)能、碰撞以及復(fù)雜系統(tǒng)能量守恒;4.角動(dòng)量,介紹了粒子的角動(dòng)量、粒子系統(tǒng)中的角動(dòng)量守恒、角動(dòng)量和固定軸旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)和滾動(dòng)、角轉(zhuǎn)沖擊和撞擊中心、旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。第二部分狹義相對(duì)論導(dǎo)言,包括第5-7章。5.空間和時(shí)間新理論的需要,通過(guò)對(duì)時(shí)間和空間理論的重新分析和實(shí)驗(yàn)證據(jù)引出了愛(ài)因斯坦的假設(shè);6.相對(duì)論運(yùn)動(dòng)學(xué),介紹了時(shí)間膨脹,長(zhǎng)度縮短和同時(shí)性理論,并介紹了洛倫茲變換和速度轉(zhuǎn)換;7.相對(duì)論能量和動(dòng)量,介紹了動(dòng)量和能量的基礎(chǔ)知識(shí)及其在粒子物理中的應(yīng)用。第三部分高級(jí)動(dòng)力學(xué),包括第8-10章:8.非慣性框架,主要介紹了線性加速度和旋轉(zhuǎn)框架;9.引力,介紹了引力的牛頓定律、引力勢(shì)、減少的質(zhì)量、中心力的運(yùn)動(dòng)和軌道;10.剛體運(yùn)動(dòng),介紹了剛體的角動(dòng)量、慣性張量的矩、主軸、實(shí)驗(yàn)室框架中的固定軸旋轉(zhuǎn)、歐拉方程、對(duì)稱陀螺的自由轉(zhuǎn)動(dòng)、自由轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性、陀螺儀。第四部分高級(jí)狹義相對(duì)論,包括第11-14章。11.空間和時(shí)間對(duì)稱性,介紹了物理學(xué)中的對(duì)稱性和洛倫茲對(duì)稱性;12.四元向量和洛侖茲不變量。介紹了速度四元向量、波四元向量以及能量動(dòng)量四元向量電場(chǎng)和磁場(chǎng);13.介紹了時(shí)空?qǐng)D和因果關(guān)系;14.介紹了狹義相對(duì)論中的加速度,并簡(jiǎn)單介紹了廣義相對(duì)論。最后在附錄里分別給出了測(cè)地方程的詳細(xì)推導(dǎo)和每章節(jié)的課后題答案。

作者J.R.Forshaw是英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院粒子物理組的教授,該研究組有100多個(gè)成員,在物理理論和實(shí)驗(yàn)方面的研究都非常活躍。

本書是本科生教科書,適合物理專業(yè)本科生學(xué)習(xí)和參考使用,也可作為物理專業(yè)科研人員參考用書。

李少霞,博士生

(中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所)

Li Shaoxia,Doctoral Candidate

(Institute of Mechanics,CAS)