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前言1

第一章 牛顿的经典时空观3

一 时间与空间的初步概念3

二 牛顿以前人类的时空观6

三 时间和空间的几何性质8

四 参考系和测量13

五 伽利略相对性原理和伽利略变换21

六 牛顿的万有引力定律33

七 牛顿的经典时空观37

第二章 爱因斯坦狭义相对论的产生49

一 以太假设50

二 迈克尔逊-莫雷实验54

三 菲涅耳曳引理论59

四 收缩假说64

五 爱因斯坦的解释66

六 光速的测定68

第三章 狭义相对论的基本理论79

一 光速不变原理79

二 相对性原理89

三 间隔不变性93

四 洛仑兹和洛仑兹变换98

五 洛仑兹变换的推论105

六 趣例几则115

七 狭义相对论的实验验证134

八 闵科夫斯基空间138

第四章 相对论运动学149

一 相对论速度合成原理149

二 光行差现象和多普勒效应160

三 加速度的相对论变换176

第五章 相对论力学181

一 质量的相对性181

二 爱因斯坦的质能关系194

三 相对论性动量与动量守恒204

四 相对论性的力与力的变换212

五 相对论性能量与能量守恒226

六 动量与能量间的关系230

七 粒子的碰撞233

八 能量和动量的洛仑兹变换238

九 质心系和对撞机244

十 零质量粒子256

第六章 相对论和电磁学271

一 相对论和电磁学271

二 库仑定律273

三 作用在静止检验电荷上的力276

四 作用在运动检验电荷上的力284

五 无限长直均匀带电导线的场295

六 两条平行载流导线之间的作用力303

七 电磁场的相对性305

八 狭义相对论与张量318

第七章 爱因斯坦的广义相对论原理325

一 牛顿的惯性力和马赫原理326

二 等效性原理341

三 爱因斯坦的引力概念360

第八章 广义相对论的实验验证379

一 水星近日点的进动与光线弯曲379

二 时钟的引力效应389

第九章 黑洞和宇宙学简介419

一 黑洞419

二 宇宙学简介451

第十章 广义相对论在发展中497

一 大统一理论497

二 引力波问题505

三 量子广义相对论的崛起507

参考书目509