广义相对论课堂6时空图弯曲.ppt

广义相对论课堂6 时空图、弯曲、SRP,2012.9.27,韩愈：师者，,传道、授业、解惑 Law、Action、Clear,易经：三易 蜥蜴=变色龙,变易 不易 简易,关键词 概念 主题,例程活动：总结上次课主题,先局域后广域先微分后积分（球体自势能） 时空背景参考系坐标系方程 切换参考系！ dt=dtLPI 思路图,鞅轭辕轴,辐射、 商鞅、博弈概率鞅论 共轭 南辕北辙 X轴 苏轼、苏辙 方舆（地）、提辖、张衡,车轭颈脖处车辕,（共）轭（扼制）球面的直径复共轭 习题6.12、8.2二阶变分 分析力学主要用的数学工具是泛函变分分析（变分法、路径积分），入门讲的最好的是以下几本数学方法书电子书： Michio Masujima,Applied mathematical methods in theoretical physics Hassani Sadri, Mathematical Methods For Students of Physics and Related Fields, Springer 2009 2nd Edition Riley Hobson 2002 Mathematical Methods For Physics,测地线 测量大地的线,局域平面几何平行移动 稳定值stationary （极值=短程、鞍点） 以上两种定义综合：曲面上的“直线” 最简单 曲相对直,球面大圆,时间弯曲潮汐加速度,潮汐加速度,物理与几何,应用 相似类比理解 平面直线=自由粒子轨迹 平直时空直线=自由粒子世界线,弯曲时空3+1维 1维，内禀无曲率 2维，最简单球面,什么是弯曲？,Hartle p.17 Box 2.2,测地线间隔（偏移）变化曲率,球面：初始平行,局域平面上平行 赤道开始，两经圈切矢量 第20章,球面比较平面几何,点南北极点=对极点（共轭）、赤道圈上 直线=大圆弧经度圈、赤道圈 距离=短大圆弧 角=长度比 平行no 三角二角形 圆circle内禀、周径比 技巧：无量纲化，半径=单位长度,Einstein转盘(匀速V) ：数量杆数目,L0=桌面测得外围周长 L=转盘系测得自身盘周长,量杆rod=ruler尺子,非欧几何：周径比,曲率正or负？ （2.19）式 空间弯曲 时空平直 匀加速系,为什么需要转盘提示空间弯曲 球面不够吗？直观之,实测历史：高斯、 两种生灭：浇铸、,Ehrenfeist佯谬,两条线 4-5 2-5-20,SRPrinciple=运动学 （动）力学 电磁学 四维形式,SRP总结图,4原理 3效应 2核心一体两面 1基本点事件绝对,理实交融=信解行证,形成（思想）实验测量！ 实验结果证实理论推导,光电计时器原理,是两个相对的门 一个门上有红外发射器 一个门上有红外接收器 一开始接收器能够接收到红外线 当物体通过的时候挡住红外线 此时接收器接收不到红外线 物体离开之后 再次接收到红外线 利用这个原理就可以计时了,力学基本量测量,三位一体：实物、术语、图示,（相对论）惯性参考系,一个原始的ontology存在性第一原理 意味着所有钟和尺（观者）相对静止或相对足够慢多慢取决于所需精度否则可能引起误差运动时钟变慢 跨界=模式变迁部分强制性无可无不可到必须、从不讲究到精挑细选,Mode/Pattern,钟尺测量网格系统,Taylor & Wheeler Spacetime physics p.22,钟尺测量网格系统,最直接、原始，用于演绎原理 部分非实用 Reference frame标架 vs Coordinate system,参考系与坐标系比较,物体实体 标架reference frame 矢量 一个参考系可有不同坐标系,人为的引入数值刻度 系统coordinate system 数量（非标量）,SRP总结图细推,4原理 3效应 2核心一体两面 1基本点事件绝对,第一原理,存在原始的惯性钟尺 vs 牛顿第一定律：由测量决定=经验定律 存在性ontology、原始起点 Godel不完备性定理 Ohanian 2.1节：拓扑：宇宙封闭三维球、Wheeler量子泡沫、革命？量子事件？,当堂问题,原理是由一系列实验检验 子模式,活动：坐标图,Cartersian x-y Thermodynamic p-v 要素 原点 轴（刻度、方向） 坐标网格,时空图,坐标图区分x-y坐标图！ 力学、热学相图 技术、工具；表达、阐述、澄清 Feynman图John Archibald Wheeler c=1 几何化单位附录A必读！ ict MTW Box 2.1 ； 习题解答5.11,Action :STD=Classical Doppler Effect 3,参考系 源S、接收器R相对静止 S向R以V运动 R向S以V运动 综合 介质运动,介质 V是如何测量？ 波速不变，波长变短 波长不变，波速变快 叠乘 相对性原理,时空图,Pen & Paper,Plot 1st diagram of train coordinate system By 1st principle, assume origin O=rear event,2nd diagram,Ground system 3 events 3 world lines A trick A fundamental point,