有什么好的物理科普书关于相对论以及量子力学的适合高中生看?(有一点深度)我以后想学物理专业的,

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/24 22:33:29
有什么好的物理科普书关于相对论以及量子力学的适合高中生看?(有一点深度)我以后想学物理专业的,
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有什么好的物理科普书关于相对论以及量子力学的适合高中生看?(有一点深度)
我以后想学物理专业的,

有什么好的物理科普书关于相对论以及量子力学的适合高中生看?(有一点深度)我以后想学物理专业的,
普通物理学1
一、伽利略相对性原理和经典力学时空观
惯性系:一个不受外力或外力合力为0的物体,保持静止或匀速直线运动不变,这样的参考系,叫惯性参考系,简称惯性系.
(新想法:如果认识到非贯性系力产生的原因,在进行物理实验时将此力(惯性力)一并计算,那么就与跳出非惯性系,在惯性系中实验得到一样的结论,就可以把非惯性系当成惯性系对待——这与广义相对论的相对性原理是类似的)
一切彼此作匀速直线运动的惯性系,对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的,在一个惯性系的“内部”所作的任何力学实验,都不能确定这一惯性系本身是在静止状态,还是在作匀速直线运动.这个原理叫力学相对性原理,或伽利略相对性原理.
牛顿说:“绝对的、真正的和数学的时间自己流逝着,并由于它的本性而均匀地、与任一外界对象无关地流逝着.”“绝对空间,就本性而言,与外界任何事物无关,而永是相同的和不动的.”(见牛顿著作《自然哲学的数学原理》)
二、狭义相对论的提出背景
在19世纪末,人们知道光速是有限的,在测量光速时发现,木星卫星发出的光,到达地球的时间是相同的,而不管地球是朝向卫星运动还是背向卫星运动.这不符合物体运动的速度叠加原理(A参照系相对于B参照系速度为v1,A上发出相对A速度为V2的物体,物体相对于B速度为V1+V2),而符合波的性质,因为当时已知的所有波都有介质,因此人们假设光也有介质,定名为“以太”,光在以太中稳定传播,所以与地球的运动无关.
由于地球并非宇宙中的特殊天体,以太应该对地球有相对运动,而著名的迈克耳孙(A.A.Michelson)和莫雷(E.W.Morley)实验证明了相对地球运动的以太不存在,也就是说,如果存在以太,以太就是对地球静止的,这里和一些人认为的证明了以太不存在,叙述上有一点点区别.
1905年,爱因斯坦提出两条假设:
1.相对性原理:物理学在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式,也就是说,所有惯性系对于描述物理现象都是等价的.(够绝对的)
2.光速不变原理:在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的.
1964年到1966年,欧洲核子中心(CERN)在质子同步加速器中作了有关光速的精密实验测量,直接验证了光速不变原理.实验结果是,在同步加速器中产生的一种介子(写法是派的0次方)以0.99975c的高速飞行,它在飞行中发生衰变,辐射出能量为6000000000eV的光子,测得光子的实验室速度仍是c.
三、狭义相对论时空观
狭义相对论为人们提出了一个不同于经典力学的时空观.按照经典力学,相对于一个惯性系来说,在不同的地点、同时发生的两个事件,相对于另一个与之作相对运动的惯性系来说,也是同时发生的.但相对论指出,同时性问题是相对的,不是绝对的.在某个惯性系中在不同地点同时发生的两个事件,到了另一个惯性系中,就不一定是同时的了.经典力学认为时空的量度不因惯性系的选择而变,也就是说,时空的量度是绝对的.相对论认为时空的量度也是相对的,不是绝对的,它们将因惯性系的选择而有所不同.所有这一切都是狭义相对论时空观的具体反映.
同时的相对性
现举一个假想实验,一列匀速运动的火车,车头和车尾分别装有两个标记A1、B1当他们分别与地面上的两个标记A、B重合时,各自发出一个闪光.在A、B的中点C和A1、B1的中点C1,各装一个接受器,C点将同时接收到两端的信号,而信号传递需要时间,在这段时间内火车向前运动了,所以C1先收到车头的信号,后收到车尾的信号.也就是说,不同的参照系没有认为两个事件都是同时发生的.“同时”有相对性.
四、洛伦兹坐标变换
洛伦兹公式是洛伦兹为弥补经典理论中所暴露的缺陷而建立起来的.洛伦兹是一位理论物理学家,是经典电子论的创始人.
坐标系K1(O1,X1,Y1,Z1)以速度V相对于坐标系K(O,X,Y,Z)作匀速直线运动;三对坐标分别平行,V沿X轴正方向,并设X轴与X1轴重合,且当T1=T=0时原点O1与O重合.设P为被“观察”的某一事件,在K系中观察者“看”来.它是在T时刻发生在(X,Y,Z)处的,而在K1系中的观察者看来,它是在T1时刻发生在(X1,Y1,Z1)处的.这样的两个坐标系间的变换,我们叫洛伦兹坐标变换.
在推导洛伦兹变换之前,作为一条公设,我们必须假设时间和空间都是均匀的,因此它们之间的变换关系必须是线性关系.如果方程式不是线性的,那么,对两个特定事件的空间间隔与时间间隔的测量结果就会与该间隔在坐标系中的位置与时间发生关系,从而破坏了时空的均匀性.例如,设X1与X的平方有关,即X1=AX^2,于是两个K1系中的距离和它们在K系中的坐标之间的关系将由X1a-X1b=A(Xa^2-Xb^2)表示.现在我们设K系中有一单位长度的棒,其端点落在Xa=2m和Xb=1m处,则X1a-X1b=3Am.这同一根棒,其端点在Xa=5m和Xb=4m处,则我们得到X1a-X1b=9Am.这样,对同一根棒的测量结果将随棒在空间的位置的不同而不同.为了不使我们的时空坐标系原点的选择与其他点相比较有某种物理上的特殊性,变换式必须是线性的.
先写出伽利略变换:X=X1+VT1; X1=X-VT
增加系数k,X=k(X1+VT1); X1=k1(X-VT)
根据狭义相对论的相对性原理,K和K1是等价的,上面两个等式的形式就应该相同(除正负号外),所以两式中的比例常数k和k1应该相等,即有k=k1.
这样, X1=k(X-VT)
为了获得确定的变换法则,必须求出常数k,根据光速不变原理,假设光信号在O与O1重合时(T=T1=0)就由重合点沿OX轴前进,那么任一瞬时T(由坐标系K1量度则是T1),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说,分别是 X=CT; X1=CT1
XX1=k^2 (X-VT)(X1+VT1)
C^2 TT1=k^2 TT1(C-V)(C+V)
由此得
k= 1/ (1-V^2/C^2)^(1/2)
于是
T1=(T-VX/C^2) / (1-V^2/C^2)^(1/2)
T= (T1+VX/C^2)/ (1-V^2/C^2)^(1/2)
爱因斯坦假设:
  1.物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系.
  2.任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的.”

楼上的太通俗,既然你有兴趣最好去看大学物理的课本,一来方便以后的学习,更重要的是和高中的内容是一致的。《奇遇记》之类的翻译的书一些说法和课本上是有出入的。
如果你以后不打算选择理工科的专业,那么,读这种翻译的科普著作很有好处,里面有一些高屋建瓴的观点。如果你是为以后的学习做准备,那最好老老实实看课本,顺便学习一下微积分。...

全部展开

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如果你以后不打算选择理工科的专业,那么,读这种翻译的科普著作很有好处,里面有一些高屋建瓴的观点。如果你是为以后的学习做准备,那最好老老实实看课本,顺便学习一下微积分。

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书店里有卖科学元典系列丛书-------《狭义与广义相对论浅说》(爱因斯坦),有深度,但你最多看到15章(我不知道你厉害不,因为后面的高中没涉及)。

《果壳里的宇宙》

既然你这样想,那就推荐你看一下大学的物理课本和关于微积分的初步知识,至于具体的书么,我记得美国的大学物理课本教程比较系统(我在学校借的,书名不记得了,但美国的课本有许多种,尽量找物理思想较为丰富而数学工具运用简单的,因为你还在上高中)
至于微积分这个好找,图书馆基本教程随便挑。...

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既然你这样想,那就推荐你看一下大学的物理课本和关于微积分的初步知识,至于具体的书么,我记得美国的大学物理课本教程比较系统(我在学校借的,书名不记得了,但美国的课本有许多种,尽量找物理思想较为丰富而数学工具运用简单的,因为你还在上高中)
至于微积分这个好找,图书馆基本教程随便挑。

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有什么好的物理科普书关于相对论以及量子力学的适合高中生看?(有一点深度)我以后想学物理专业的, 有什么不用高等数学和微积分的物理入门书高中物理全部都会的前提下(数学除外),最好是关于量子物理或相对论的 有什么好的数学学习方法啊?关于圆锥曲线和空间几何的.关于相对论与量子学说的 哪里有高等物理方面的书卖?比如相对论,量子方面的.本人奇感兴趣! 有什么略幽默的物理学书,比如讲相对论,量子物理等等的,记住不仅要风趣,也要看了有意义,能学到知识多推荐点 求几部不错的关于量子物理或化学的科普片,最好是外国的 中科院粒子物理和量子场论怎么样我想学习关于统一相对论与量子力学方面的理论物理学,中科院理论物理研究所有超弦理论专业,粒子物理和量子场论专业,高能物理研究所也有粒子物理 我应该先接触什么方面的物理?我已经把相对论粗略地了解了一下,请问一些有经验的前辈,我应该先发展力学还是去学关于量子理论的? 30分,求一部科学电影,讲的是关于介绍宇宙和科学领域的3d影片,有相对论,量子,时间,空间等概念不是《旅行到宇宙边缘》,很想一部科普电影,外国的,好想是什么神奇的宇宙之类的名字,忘了,大 求一本有关相对论 以前看过一本书,内容大概是讲一个人在量子物理 相对论的世界里冒险的童话故事,现在要写一篇关于相对论的小说,急需那本书作为参考,求达人指点迷津! 请问有什么天文物理类书适合中学生看?我看过时间简史等书,还有没有类似的书,相对论,量子理论可以不?还有有关SS433的书有什么?可以给我一些书名和提议吗? 上帝掷骰子吗—量子物理史话的作者还写过什么书?感觉难得有中国人写科普书这般不是死板的.想看看他还有什么著作? 微积分有什么区别,我想自学,买高等数学还是买微积分?最好买谁的,我想为量子,相对论,天体物理打基础.比较喜欢这些方面. 研究量子物理对社会有什么好处?量子物理的理论要如何去理解? 科普书,讲量子力学和相对论的. 请问有什么好的数学或物理的科普书籍介绍? 能介绍一些好的科普读物吗?主要是关于天文、宇宙、量子物理、黑洞等方面,或者分形、几何等也可最好能给个链接,非常感谢下面两位的回答。 请介绍几本关于物理的书 和物理的发展史等关于量子力学 量子理论相对论 大学光学教程等 等 时间简史 果壳中的宇宙我有了