相对论与相对论重力测量

相对论与相对论重力测量

《相对论与相对论重力测量》是一本申文斌, 宁津生 , 晁定波 编写,由 武汉大学出版社 在2008年出版的书籍。

图书相信

作 者:申文斌,宁津生,晁定波 著

丛 书 名: 武汉大学 学术丛书出 版 社:武汉大学出版社ISBN:9787307063846 出版时间:2008-12-01版 次:1页 数:328装 帧:平装开 本:16开所属分类:图书 > 科学与自然 > 物理学

内容简介

本书着重阐述 相对论 基础以及相对论重力测量。

以历史发展为线索,以第一性原理为准则,以尽可能简明的陈述和逻辑推演,阐述了 大地测量学 发展史以及 狭义相对论 ;基于 流形 概念引入 张力 分析和 黎曼几何 ,阐述了 广义相对论 基础,讨论并阐述了支持广义相对论的三大经典实验检验以及建立相对论大地测量所需要的各类 方程 ;以广义相对论为基础研究了 地球 重力场理论,特别深入研讨了与物理大地测量密切相关的重力测量问题;研究了 相对论 意义下的绝对重力测量和相对重力测量;阐述了 相对论 大地水准面 以下以及等频大地水准面的概念,给出了利用频移法确定重力位差以及外部重力场的方法;阐述了相对论重力 梯度 测量原理;讨论了 引力 和 惯性力 的分析问题。

本书可作为理工科高年级本科生、研究生和相关科研人员的参考书。

作者简介

申文斌,1960年10月生, 昌吉回族自治州 人;1996年获奥地利格拉 茨 技术大学博士学位; 武汉大学 教授、博上生导师、珞珈学者特聘教授;武汉人学测绘学院地球物理系主任, 湖北省 天文学会剐理事长,湖北省地震学会理事,全国高等教育地球科学教学指导委员会委员,武汉人学学报信息科学版、人地测量与地球动力学、测绘科学等杂志的编委;主要从事物理 大地测量学 、相 论人地测量及 地球物理学 教学和研究:主持、参与了多项国家自然科学基金、国家863以及省部级科学技术发展基金项目;倡导学科之间的相互交叉融合发展理念,主张亲近自然、探索自然,推崇多学科、多方位、多元化合作研究;发表学术沦文80余篇, 合作出版 专著、教材3部。

宁津生 ,1932年10月生,安徽桐城人:1956年毕业于 同济大学 测量系; 武汉大学 教授、博士生导师;中国工程院院士;全国高等学校 测绘学 教学指导委员会主任, 中华人民共和国国家测绘局 科学技术委员会委员,测绘学报编委,大百科全书总编委员,大辞海分科主编等;长期从事 大地测量学 的教学和科研工作,主要研究方向是物理大地测量的理论与方法,包括 地球 形状、外部重力场及其模型等方面的研究;最先自主建立了我国阶次最高、精度最好的地球重力场模型;主持完成了多项国家自然科学基金、罔家 国家高技术研究发展计划 和省部级科学技术项目,合作编著和翻译出版教材、专著14部,发表论文200余篇。

晁定波 ,1936年10月生,江西进贤人;1961年毕业于原武汉测绘学院天文大地测量系; 武汉大学 教授,博士生导师;1982~1984年赴美国 俄亥俄州立大学 大地测量学 科学系进修高等物理大地测量和空间大地测量并进行相关课题研究,1994年再次赴美国俄亥俄州立大学进行合作研究;长期从事 地球物理学 大地测量 、地球重力场逼近理论和方法的研究;负责完成了多项国家自然科学基金、国家攀登计划、国家 国家高技术研究发展计划 及 中华人民共和国国家测绘局 测绘科技发展基金项目;发表学术论文100余篇, 合作出版 专著、教材11部。

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目录

第1章 引论

1.1  大地测量 发展简史

1.1.1  欧几里得 几何与 大地测量学 的兴起

1.1.2 牛顿力学与物理大地测量学

1.1.3   惯性 大地测量 与空间大地测量的兴起

1.2   相对论 发展简史

1.2.1  光速 恒定原理

1.2.2   相对性原理 与 狭义相对论

1.2.3  牛顿 引力 理论与 等效原理

1.2.4  非欧几里得几何

1.3 相对论大地测量概述

1.3.1 引言

1.3.2 相对论重力测量

1.3.3 相对论 惯性 大地测量

1.3.4 相对论参考系

1.3.5 相对论空间大地测量

第2章  狭义相对论 导引

2.1  牛顿第一运动定律 、惯性参考系及伽利略相对性原理

2.2 两个基本假设

2.3  洛伦兹变换 及推论

2.3.1 洛伦兹变换

2.3.2  时间膨胀 及 双生子佯谬

2.3.3 长度收缩

2.3.4 事件次序

2.4 洛伦兹变换的应用

2.4.1 速度变换

2.4.2   多普勒效应 和光行差

2.4.3   惯性 质量公式

2.4.4 质能公式

2.5 形式发展

2.5.1   赫尔曼·闵可夫斯基 空间

2.5.2  光速 单位制

2.5.3 事件间隔

2.5.4 一般洛伦兹变换表示

2.6   相对论 动力学

2.6.1 相对论力

2.6.2  能量 和 动量

2.7  向量 和 张量

2.8 能量 动量 张量

2.9 粒子的 自旋

第3章   广义相对论 基础

3.1  等效原理

3.1.1  引力 质量与惯性质量

3.1.2 等效原理的精确表述

3.1.3 度规 张量 与粒子在引力场中的运动

3.1.4   运动方程 的 牛顿 极限

3.1.5 引力频移效应

3.1.6 广义协变原理

3.2 近代数学物理几何方法

3.2.1 拓扑空间

3.2.2 映射

3.2.3   流形 与张量

3.2.4  张量 代数

3.2.5  张量 密度

3.2.6  导数 算子与平行移动

3.2.7 仿射联络的变换

3.2.8  曲率 与 伯恩哈德·黎曼 张量

3.2.9 测地线与测地线偏离 方程

3.3  引力 效应

3.3.1  对应原理

3.3.2 质点 动力学

3.3.3   自旋 运动方程

3.3.4  能量 动量 张量

3.3.5 引力、 惯性力 以及 马赫原理

3.4  爱因斯坦 场方程

3.5 几种常见的度规及应用

3.5.1 Schwarzschild度规

3.5.2 Robertson度规和Ken度规

3.5.3 一般运动方程

3.5.4 光线偏转

3.5.5 粒子轨道的近点 进动

3.5.6 时钟、量杆及引力行为

3.5.7 粒子 自旋 的进动效应

3.5.8 光传播的时间延迟效应

3.6 后 牛顿 近似及应用

3.6.1 后牛顿近似

3.6.2 质点和光子在后 牛顿 近似场中的 运动方程

3.6.3  能量 动量 张量 的计算

3.6.4 引力场与引力磁场

第4章   相对论 重力测量

4.1 基本概念及度量标准

4.1.1 基本概念

4.1.2 时间标准

4.1.3 长度标准

4.1.4 研究方法

4.2 绝对重力测量和相对重力测量

4.2.1  引力 与重力

4.2.2 绝对重力测量

4.2.3 相对重力测量

4.2.4   地球 的质量

4.3 重力位与 相对论 大地水准面

4.3.1 重力位

4.3.2 相对论大地水准面的定义及注释

4.3.3 相对论大地水准面与经典大地水准面的差异

4.4  高程 差以及 地球 外部重力场的确定

4.4.1 测定重力位差的重力频移法

4.4.2 大地水准面位 常数 的确定

4.4.3 利用频移观测量确定高程差的方法

4.4.4 用频移法确定地球外部重力场的方法

4.5 实现全球高程基准统一的方法

4.5.1 利用GPS信号确定重力位差的方法

4.5.2 GPS信号频移测量的误差源分析

4.5.3 多普勒频移消除法

4.5.4 全球高程基准的统一

4.6 轨道 陀螺 效应以及探测 地球 引力场 精细结构 的可能性

4.7 重力 梯度 测量

4.7.1 基本原理( 艾萨克·牛顿 框架)

4.7.2  引力 与 惯性力 的分离问题

4.7.3   相对论 重力梯度测量原理

附录A 基本 常数

A.1 物理常数

A.2  大地测量学 常数

参考文献

索引

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前言

作为 地球科学 特别是 地球物理学 的一个分支,大地测量学具有非常重要的地位。空间技术的发展将大地测量学推向了新的历史舞台,相继诞生了卫星大地测量学、 惯性 大地测量学乃至更广义的空间大地测量学。

经典大地测量理论以欧几里得空间为背景,以 艾萨克·牛顿 时空观和经典物理学为基础。大地测量的重要基础之一是物理大地测量,或者说是重力测量理论。传统的重力测量理论以牛顿力学为基础,通称牛顿重力测量理论(简称重力测量)。当相对精度要求接近或高于10-8~10-9量级时,牛顿重力测量理论不再保持有效,需要用以 广义相对论 为基础的重力测量理论——相对论重力测量理论来代替。随着科学技术特别是空间观测技术的发展,观测量的精度越来越高,对许多待确定的量(如位置坐标、重力场、 大地水准面 等)的精度要求也随之提高。因此,基于时代发展所需,有必要建立 相对论 重力测量理论。理论往往会走在实践的前面,相对论重力测量也是如此。可以预见,在不久的将来,相对论重力测量将会得到广泛应用。

参考资料

  1. 相对论与相对论重力测量 当当图书 2019-03-04