Относительность, термодинамика и космология

Автор(ы):Толмен Р.
26.02.2016
Год изд.:1974
Описание: Книга содержит обстоятельное изложение физических и математических основ специальной и общей теории относительности и наблюдаемых эффектов, которые из нее следуют. Наибольшая часть книги посвящена релятивизации основных разделов классической физики. Особое внимание уделено вопросам релятивистского обобщения термодинамики покоящихся и движущихся сред. И наконец, примерно треть книги занимает изложение космологических моделей, ставших уже классическими, но интересных и важных до сих пор.
Оглавление:
Относительность, термодинамика и космология — обложка книги.
Предисловие редактора [13]
ГЛАВА I ВВЕДЕНИЕ [15]
    § 1. Цель книги [15]
    § 2. Метод изложения [21]
    § 3. Точка зрения [22]
ГЛАВА II СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ [26]
  Часть I. Два основных постулата и преобразования Лоренца [26]
    § 4. Введение [26]
    § 5. Первый постулат, или принцип относительности [26]
    § 6. Второй постулат теории относительности [29]
    § 7. Необходимость изменения прежних представлений о пространстве и времени [30]
    § 8. Преобразования Лоренца [32]
    § 9. Правила преобразования пространственных и временных интервалов. Сокращение Лоренца и растяжение времени [36]
    § 10. Преобразование скорости [38]
    § 11. Преобразование лоренцева множителя [40]
    § 12. Преобразование ускорения [40]
  Часть II. Изложение специальной теории относительности с помощью четырехмерной геометрии [41]
    § 13. Пространственно-временной континуум [41]
    § 14. (3+1)-мерное пространство—время [42]
    § 15. Геометрия пространства — времени [43]
    § 16. Сигнатура линейного элемента и три типа интервалов [44]
    § 17. Лоренцевы повороты осей [45]
    § 18. Переход в систему собственных координат [46]
    § 19. Применение тензорного анализа в специальной теории относительности [47]
    § 20. Упрощение тензорного анализа в случае специальной теории относительности. Галилеевы координаты [50]
    § 21. Четырехмерный аппарат и постулаты специальной теории относительности [52]
ГЛАВА III СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И МЕХАНИКА [55]
  Часть I. Динамика частицы [55]
    § 22. Законы сохранения массы и импульса [55]
    § 23. Масса движущейся частицы [56]
    § 24. Правило преобразования массы [58]
    § 25. Определение силы и правило ее преобразования [58]
    § 26. Работа и кинетическая энергия [60]
    § 27. Соотношения между массой, энергией и импульсом [61]
    § 28. Четырехмерное описание механики частицы [63]
    § 29. Применения динамики частицы [65]
  Часть II. Динамика сплошных механических сред [70]
    § 30. Основные постулаты [70]
    § 31. Сохранение импульса и компоненты тензора натяжений [72]
    § 32. Уравнения движения, выраженные через тензор натяжений [72]
    § 33. Уравнение непрерывности [74]
    § 34. Формулы преобразований для тензора натяжений [74]
    § 35. Формулы преобразований для плотностей массы и импульса [77]
    § 36. Выражение результатов через (абсолютные) натяжения [80]
    § 37. Четырехмерная формулировка механики сплошных сред [82]
    § 38. Применения механики сплошных сред [85]
ГЛАВА IV СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И ЭЛЕКТРОДИНАМИКА [96]
  Часть I. Электронная теория [96]
    § 39. Полевые уравнения Максвелла — Лоренца [96]
    § 40. Правила преобразования [98]
    § 41. Сила, действующая на движущийся заряд [100]
    § 42. Энергия и импульс электромагнитного поля [101]
    § 43. Тензор электромагнитных натяжений [103]
    § 44. Формулы преобразований для электромагнитных плотностей и натяжений [104]
    § 45. Совместное механическое и электромагнитное воздействие [105]
    § 46. Четырехмерная формулировка электронной теории [108]
    § 47. Применение электронной теории [112]
  Часть II. Макроскопическая теория [113]
    § 48. Уравнения поля покоящегося вещества [113]
    § 49. Уравнения, определяемые свойствами покоящегося вещества [114]
    § 50. Уравнения поля в четырехмерном виде [115]
    § 51. Четырехмерная формулировка материальных уравнений [116]
    § 52. Основные уравнения поля для движущегося вещества в обычной векторной записи [117]
    § 53. Уравнения для движущегося вещества в обычной векторной записи [120]
    § 54. Применения макроскопической теории [121]
ГЛАВА V СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И ТЕРМОДИНАМИКА [129]
  Часть I. Термодинамика покоящихся систем [129]
    § 55. Введение [128]
    § 56. Первый закон термодинамики и нулевая точка отсчета энергии [131]
    § 57. Второй закон термодинамики и нулевая точка отсчета энтропии [132]
    § 58. Теплота, свободная энергия и термодинамический потенциал [134]
    § 59. Основные условия для термодинамических переходов и равновесия [136]
    § 60. Условия для переходов и равновесия в однородных системах [138]
    § 61. Равномерность распределения температуры при тепловом равновесии [142]
    § 62. Необратимость и скорость переходов [143]
    § 63. Конечное состояние изолированной системы [146]
    § 64. Энергия и энтропия идеального одноатомного газа [147]
    § 65. Энергия и энтропия излучения абсолютно черного тела [150]
    § 66. Равновесие между водородом и гелием [151]
    § 67. Равновесие между веществом и излучением [154]
  Часть II. Термодинамика движущихся систем [158]
    § 68. Два закона термодинамики для движущихся систем [158]
    § 69. Лоренцевы преобразования термодинамических величин [159]
    § 70. Некоторые приложения [166]
    § 71. Четырехмерный подход в термодинамике [169]
ГЛАВА VI ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ [173]
  Часть I. Основные принципы общей теории относительности [173]
    § 72. Введение [173]
    § 73. Принцип ковариантности [174]
    § 74. Принцип эквивалентности [182]
    § 75. Зависимость гравитационного поля и метрики от распределения материи и энергии. Принцип Маха [191]
    § 76. Поля, соответствующие специальной теории относительности. Тензор Римана — Кристоффеля [193]
    § 77. Гравитационные поля в пустоте. Свернутый тензор Римана — Кристоффеля [194]
    § 78. Гравитационные поля при наличии материи и энергии [195]
  Часть II. Элементарные применения общей теории [199]
    § 79. Простейшие следствия принципа эквивалентности [199]
    § 80. Ньютонова теория как первое приближение [204]
    § 81. Единицы, используемые в релятивистских вычислениях [208]
    § 82. Интервал Шварцшильда [209]
    § 83. Три «решающих опыта» теории относительности [212]
ГЛАВА VII РЕЛЯТИВИСТСКАЯ МЕХАНИКА [222]
  Часть I. Некоторые общие принципы механики [222]
    § 84. Основные уравнения релятивистской механики [222]
    § 85. Свойства тензора энергии — импульса. Общее выражение в случае идеальной жидкости [223]
    § 86. Механика идеальной жидкости [226]
    § 87. Уравнения механики в лангранжевой форме [230]
    § 88. Закон сохранения энергии — импульса для конечных систем [233]
    § 89. Плотности энергии и импульса, записанные в виде дивергенции [236]
    § 90. Предельные значения некоторых величин на больших расстояниях от изолированной системы [237]
    § 91. Масса, энергия и импульс изолированной системы [239]
    § 92. Вычисление энергии квазистатической изолированной системы при помощи интеграла только по занимаемому ею [241]
  Часть II. Решение уравнений поля [243]
    § 93. Общие эйнштейновские решения уравнений поля в случае слабых полей [243]
    § 94. Интервалы для систем, обладающих сферической симметрией [246]
    § 95. Статический сферически симметричный интервал [248]
    § 96. Внешнее и внутреннее решения Шварцшильда [252]
    § 97. Энергия сферы из идеальной жидкости [255]
    § 98. Нестатический сферически симметричный интервал [257]
    § 99. Теорема Биркгоффа [260]
    § 100. Более общая форма интервала [261]
ГЛАВА VIII РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА [265]
  Часть I. Ковариантное обобщение теории электричества [265]
    § 101. Введение [265]
    § 102. Обобщенная электронная теория Лоренца. Уравнения [265]
    § 103. Движение заряженной частицы [267]
    § 104. Тензор энергии—импульса [268]
    § 105. Обобщенная макроскопическая теория [269]
  Часть II. Некоторые приложения релятивистской электродинамики [270]
    § 106. Сохранение электрического заряда [270]
    § 107. Гравитационное поле заряженной частицы [272]
    § 108. Распространение электромагнитных волн [274]
    § 109. Тензор энергии—импульса изотропного излучения [276]
    § 110. Гравитационная масса изотропного излучения [278]
    § 111. Тензор энергии—импульса направленного потока излучения [279]
    § 112. Гравитационное поле направленного потока излучения [280]
    § 113. Гравитационное воздействие пучка света [281]
    § 114. Гравитационное воздействие светового пакета [283]
    § 115. Гравитационное взаимодействие световых лучей и частиц [292]
    § 116. Обобщенный эффект Допплера [294]
ГЛАВА IX РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА [297]
  Часть I. Расширение термодинамики в общей теории относительности [297]
    § 117. Введение [297]
    § 118. Релятивистский аналог первого закона термодинамики [298]
    § 119. Релятивистский аналог второго закона термодинамики [299]
    § 120. К интерпретации релятивистского второго закона термодинамики [301]
    § 121. К интерпретации теплоты в релятивистской термодинамике [303]
    § 122. О применении в термодинамике сопутствующих систем координат [307]
  Часть II. Применение релятивистской термодинамики [309]
    § 123. Применение первого закона термодинамики к изменениям статического состояния системы [309]
    § 124. Применение второго закона термодинамики к изменениям статического состояния системы [311]
    § 125. Условия статического термодинамического равновесия [313]
    § 126. Статическое равновесие в случае сферически симметричного распределения жидкости [313]
    § 127. Химическое равновесие в гравитирующей жидкой сфере [317]
    § 128. Тепловое равновесие в гравитирующей жидкой сфере [318]
    § 129. Тепловое равновесие в статическом поле общего типа [322]
    § 130. О расширении в релятивистской термодинамике возможностей для протекания обратимых процессов с конечными скоростями [326]
    § 131. О возможности протекания необратимых термодинамических процессов, не приводящих к конечным состояниям с максимальной энтропией [332]
    § 132. Заключение [336]
ГЛАВА Х КОСМОЛОГИЯ [337]
  Часть I. Статические космологические модели [337]
    § 133. Введение [337]
    § 134. Однородная статическая Вселенная [339]
    § 135. Эйнштейновский интервал [341]
    § 136. Интервал в пространстве де Ситтера [342]
    § 137. Интервал в специальной теории относительности [343]
    § 138. Геометрия Вселенной Эйнштейна [343]
    § 139. Плотность и давление материи в эйнштейновской Вселенной [346]
    § 140. Частицы и свет эйнштейновской Вселенной [348]
    § 141. Сравнение свойств эйнштейновской модели с реальной Вселенной [351]
    § 142. Геометрия Вселенной де Ситтера [353]
    § 143. Отсутствие вещества и излучения в деситтеровской Вселенной [355]
    § 144. Пробные частицы и световые лучи в деситтеровской Вселенной [356]
    § 145. Сравнение модели де Ситтера с реальной Вселенной [366]
  Часть II. Нестатические однородные космологические модели [367]
    § 146. Преимущества нестатических моделей [367]
    § 147. Предположения, лежащие в основе нестатических моделей [368]
    § 148. Вывод формулы интервала из предположения о пространственной изотропии [370]
    § 149. Общие свойства интервала [377]
    § 150. Плотность и давление в нестатической Вселенной [382]
    § 151. Изменение энергии со временем [386]
    § 152. Изменение количества вещества со временем [388]
    § 153. Движение частиц в модели [389]
    § 154. Распространение лучей света в модели [393]
    § 155. Допплер-эффект в модели [396]
    § 156. Зависимость допплер-эффекта от расстояния [399]
    § 157. Временная эволюция закрытых моделей [401]
    § 158. Зависимость эволюции от времени для открытых моделей [409]
    § 159. Неустойчивость статической Вселенной Эйнштейна [412]
    § 160. Модели с постоянным количеством вещества [414]
    § 161. Модели, расширяющиеся из статического начального состояния [415]
    § 162. Монотонно расширяющиеся модели с нестатическим начальным состоянием [418]
    § 163. Осциллирующие модели [418]
    § 164. Открытая модель Эйнштейна—де Ситтера [421]
    § 165. Исследование отброшенных малых величии в рассмотренных Моделях [422]
    § 165. Эффект неоднородности в космологических моделях [425]
  Часть III. Релятивистская термодинамика нестатических однородных космологических моделей [433]
    § 166. Следствие первого закона релятивистской термодинамики [433]
    § 167. Следствие второго закона релятивистской термодинамики [435]
    § 168. Условия термодинамического равновесия в статической Вселенной Эйнштейна [436]
    § 169. Условия обратимости и необратимости в нестатических моделях [438]
    § 170. Термодинамика модели, заполненной пылевидным веществом [440]
    § 171. Термодинамика модели, заполненной излучением черного тела [440]
    § 172. Невозможность периодических движений без сингулярных состояний [443]
    § 173. Интерпретация обратимого расширения обычным наблюдателем [445]
    § 174. Аналитическое исследование последовательных расширений и сжатий в закрытой модели [449]
    § 175. Термодинамика необратимых колебаний [454]
  Часть IV. Реальная Вселенная и однородные нестатические модели [458]
    § 176. Введение [458]
    § 177. Данные наблюдений [460]
    § 178. Координаты туманности и светимость [475]
    § 179. Координаты туманности и астрономическое расстояние до нее [478]
    § 180. Координаты и видимый диаметр [480]
    § 181. Распределение числа туманностей в пространстве [481]
    § 182. Расстояние до туманности и ее красное смещение [483]
    § 183. Связь плотности с пространственной кривизной и космологической постоянной [486]
    § 184. Связь между красным смещением и скоростью исчезновения вещества [489]
    § 185. Соответствие между моделью и реальной Вселенной [491]
    § 186. Несколько общих замечаний относительно космологических моделей [496]
    § 187. Наша окрестность как образ Вселенной в целом [501]
Приложение I. Обозначения [503]
Приложение II. Некоторые формулы векторного анализа [505]
Приложение III. Несколько формул тензорного анализа [506]
Приложение IV. Важнейшие константы [510]
Литература [512]
Именной указатель [515]
Предметный указатель [517]
Формат: djvu
Размер:6386436 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 127 Рейтинг
Открыть: