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真空中相对论电子束长程传输过程仿真研究

航天器环境工程 2024年第3期41卷 319-324页

作者：王庆宇党怡天铁维昊牛浩波孙安邦西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安740049 西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710049 中国空间技术研究院西安分院西安710100

为探索相对论电子束流在真空中的传输规律,基于狭义相对论中的洛伦兹变换对相对论电子束流的传输过程进行了仿真研究,分析了相对论电子束流长程传输过程中的空间电磁场分布,并结合相空间理论对电子束流半径随传输距离的变化规律进行探... 详细信息

为探索相对论电子束流在真空中的传输规律,基于狭义相对论中的洛伦兹变换对相对论电子束流的传输过程进行了仿真研究,分析了相对论电子束流长程传输过程中的空间电磁场分布,并结合相空间理论对电子束流半径随传输距离的变化规律进行探索。结果表明:以相对论速度运动的电荷产生的电场不再是球对称分布,而是趋向于集中在电荷运动的垂直方向上;相对论电子束流半径在传输过程中初期呈指数增长,传输一定距离后呈线性增长。与常规方法相比,洛伦兹变换在处理高能电子束时具有效率优势,有助于解决由于相对论电子束流长程传输模型的空间尺寸较大而导致的计算时间过长的问题。

关键词：电动力学相对论电子束洛伦兹变换长程传输

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狭义相对论时空观的图像解译

物理与工程 2024年第3期 22-27页

作者：缪劲松胡海云北京理工大学物理学院

狭义相对论的时空观之所以抽象且难以理解，一方面是因为狭义相对论所涉及的时空效应，如同时性的相对性、长度收缩和时间延缓等，在实际中都很难被观测到；另一方面是因为我们很难将这些时空效应同时直观形象地描述出来，并且给出不同... 详细信息

狭义相对论的时空观之所以抽象且难以理解，一方面是因为狭义相对论所涉及的时空效应，如同时性的相对性、长度收缩和时间延缓等，在实际中都很难被观测到；另一方面是因为我们很难将这些时空效应同时直观形象地描述出来，并且给出不同参考系各自观测到的时空效应之间的对应关系。本文针对这一问题，利用图示法将两个参考系在不同时刻观测到的时空图像表示出来，并结合具体数值对他们间的对应关系进行讨论。在图示法中同时考虑了同时性的相对性、长度收缩和时间延缓这三个狭义相对论重要的时空效应，这样可直观形象地看到在一个参考系中得到的观测结果会被另一个参考系所认同，正是这些彼此认同的观测结果构成了狭义相对论的时空观。通过对不同参考系中观察到的时空图像及其相互联系的讨论，可以加深学生对狭义相对论时空效应及洛伦兹变换的物理意义的理解。

关键词：狭义相对论时间延缓长度收缩同时性的相对性洛伦兹变换时空图像

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德布罗意物质波关系式的推导

大学物理 2024年第5期43卷 22-24,38页

作者：汪洋中国科学技术大学技术与创新支持中心安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031

本文通过2种直观的方式推导出物质波动量-波长关系式.第1种方式利用洛伦兹变换得出运动粒子“首尾”两端固有时间差,进而通过其对应的相位差以及粒子在空间占据的长度得出相应的物质波波长;第2种方式通过计算与粒子相位变化相适配的行波... 详细信息

本文通过2种直观的方式推导出物质波动量-波长关系式.第1种方式利用洛伦兹变换得出运动粒子“首尾”两端固有时间差,进而通过其对应的相位差以及粒子在空间占据的长度得出相应的物质波波长;第2种方式通过计算与粒子相位变化相适配的行波,得出物质波动量-波长关系式.这两种推导方式较为直观,有助于初学者理解物质波的物理图像.

关键词：物质波关系式洛伦兹变换相对论效应

边界附近匀加速Unruh-DeWitt粒子探测器的响应

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大学物理 2024年第2期43卷 23-26,43页

作者：周文婷宁波大学物理科学与技术学院浙江宁波315211

本文采用含时微扰论计算了真空中平行于一块全反射导体板匀加速运动的Unruh-DeWitt粒子探测器的跃迁速率.通过将结果分别与无边界真空中静态和匀加速粒子探测器的跃迁速率进行对比,发现匀加速运动将引起边界附近基态粒子探测器自发激发... 详细信息

本文采用含时微扰论计算了真空中平行于一块全反射导体板匀加速运动的Unruh-DeWitt粒子探测器的跃迁速率.通过将结果分别与无边界真空中静态和匀加速粒子探测器的跃迁速率进行对比,发现匀加速运动将引起边界附近基态粒子探测器自发激发、边界可能引起探测器跃迁速率的重要修正.

关键词：匀加速运动真空电磁涨落电偶极相互作用洛伦兹变换瞬时惯性系

对于麦克斯韦方程组,洛伦兹变换的低速极限是伽利略变换吗?

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物理 2022年第3期51卷 145-152页

作者：戴希沙威陈昊香港科技大学物理系中国香港浙江大学信息与电子工程学院杭州310027 普林斯顿大学电气与计算机工程系新泽西08544

运动介质的电动力学,这个启发爱因斯坦那一代科学家发展出狭义相对论的著名问题,最近再一次成为中国科技界的热点话题。在热烈的讨论过程中,有一个问题反复出现,就是对于描写电磁场运动规律的麦克斯韦方程组,有非相对论极限吗?当运动介... 详细信息

运动介质的电动力学,这个启发爱因斯坦那一代科学家发展出狭义相对论的著名问题,最近再一次成为中国科技界的热点话题。在热烈的讨论过程中,有一个问题反复出现,就是对于描写电磁场运动规律的麦克斯韦方程组,有非相对论极限吗?当运动介质的速度远低于光速的时候,我们可以不考虑相对论效应,用伽利略变换来近似洛伦兹变换吗?

关键词：麦克斯韦方程组伽利略变换洛伦兹变换相对论效应狭义相对论运动介质电动力学非相对论极限

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洛伦兹变换

南昌大学学报(理科版) 1983年第1期 13-40页

作者：刘朝阳

(一) 大家知道爱因斯坦相对论的基础是洛伦兹变换。它可以说是建设在洛伦兹变换上面,加以物理色彩的雕饰的一座数学大厦。人们都认为,洛伦兹变换是相对而有匀速直线运动的二

关键词：洛伦兹变换相对论爱因斯坦匀速直线运动方程式场论惯性运动方程惯性坐标系质量(物理) 静止质量伽利略坐标变换伽利略变换地球运动

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洛伦兹变换和相对时空观

中学物理教学参考 2022年第27期51卷 7-9页

作者：朱俊林代丽君江苏师范大学科文学院江苏徐州221000 合肥市第十中学安徽合肥230000

洛伦兹变换在狭义相对论中具有重要的地位,无论是狭义相对论时空观还是相对论力学基本方程,都依托于洛伦兹变换进行推导。目前,大学物理教材中的推导用了复杂的高等数学知识,而高中物理教材中直接给出结论,学生难以接受。采用初等数学... 详细信息

洛伦兹变换在狭义相对论中具有重要的地位,无论是狭义相对论时空观还是相对论力学基本方程,都依托于洛伦兹变换进行推导。目前,大学物理教材中的推导用了复杂的高等数学知识,而高中物理教材中直接给出结论,学生难以接受。采用初等数学知识推导出洛伦兹变换关系,可降低难度从而使高中生、本科生都能理解和接受。依托于洛伦兹变换,推导“同时”的相对性、长度收缩、钟慢效应,说明相对论的时空观。

关键词：伽利略变换洛伦兹变换狭义相对论相对论时空观

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洛伦兹变换矩阵的对角化及其意义

大学物理 2022年第7期41卷 51-53页

作者：李一杰张成园石薇康晓珅龚丽许广智辽宁大学物理学院辽宁沈阳110036

通过对角化过程,讨论洛伦兹变换矩阵特征矢量、特征值的意义.将洛伦兹变换矩阵对角化,即将一般惯性参考系变换到光锥坐标系.特征矢量是光锥坐标系坐标轴上的矢量.特征值对应参考系变换下,光锥坐标分量的缩放大小.本文可以帮助学生加深... 详细信息

通过对角化过程,讨论洛伦兹变换矩阵特征矢量、特征值的意义.将洛伦兹变换矩阵对角化,即将一般惯性参考系变换到光锥坐标系.特征矢量是光锥坐标系坐标轴上的矢量.特征值对应参考系变换下,光锥坐标分量的缩放大小.本文可以帮助学生加深对洛伦兹变换及狭义相对论时空特性的理解.

关键词：洛伦兹变换对角化光锥坐标系时空图

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洛伦兹变换初探