Предисловие |
Глава I. Относительность в классической физике |
| § 1. | Картина мира классической физики. Атомы и эфир |
| § 2. | Классический принцип относительности |
| § 3. | Относительность, абсолютность и их математическое выражение. Преобразования Галилея |
| § 4. | Мысленный эксперимент Максвелла и опыт Майкельсона |
Глава II. Кинематика теории относительности |
| § 5. | Постулаты Эйнштейна |
| § 6. | Преобразования Лорентца |
| § 7. | Теорема сложения скоростей Эйнштейна |
| § 8. | Сокращение длин и замедление хода движущихся часов |
| § 9. | Интервал |
Глава III. Динамика теории относительности |
| § 10. | Зависимость массы от скорости |
| § 11. | Релятивистский закон движения |
| § 12. | Закон взаимной связи массы и энергии |
| § 13. | Квантовая теория света |
| § 14. | Четырехмерная геометрия Минковского. Четырехмерные векторы |
Глава IV. Теория поля |
| § 15. | Уравнения Максвелла -- Лореитца и их интегрирование |
| § 16. | Четырехмерные векторы плотности тока и потенциала |
| § 17. | Гравитационное поле. Принцип эквивалентности |
| § 18. | Гравитация и геометрия |
Со времени создания теории относительности Альбертом
Эйнштейном прошло более полувека. За это время теория
относительности (наряду с квантовой механикой) стала
краеугольным камнем современной физики. Современная
физика без теории относительности столь же немыслима,
как и без представлений об атомно-молекулярной структуре
вещества или без учения об электромагнитном поле.
В наши дни теория относительности не только подтверждена
огромным количеством опытных фактов, но и нашла
инженерно-техническое применение при конструировании
современных ускорителей заряженных частиц, при расчете
ядерных реакторов, атомных и водородных бомб и т.д.
Теория относительности неизбежно привлекает к себе
интерес большого круга людей благодаря тому, что с ней
связана радикальная ломка и перестройка веками сложившихся
представлений о свойствах пространства, времени
и движения. Безусловно, теория относительности принадлежит
к числу трудных дисциплин и требует для своего усвоения
больших усилий и известного минимума предварительных
знаний в области математики и физики.
В настоящее время существует два типа изложений теории
относительности: 1) руководства университетского типа,
предназначенные для читателей, специализирующихся
в области теоретической физики, и требующие знания сложного
математического аппарата; 2) популярные изложения
теории относительности, отнюдь не претендующие на глубину
и рассчитанные на весьма широкий круг читателей.
При таком изложении математический аппарат вообще
почти не употребляется.
Преподаватели физики советской школы, а также будущие
преподаватели -- студенты педагогических институтов
должны иметь серьезные и глубокие познания в области
теории относительности. Однако, не являясь специалистами
в области теоретической физики, они не могут пользоваться
руководствами университетского типа. С другой стороны,
сведения, полученные из популярных брошюр, для них
далеко не являются достаточными.
Мы ставили своей целью написать руководство промежуточного
типа, предназначенное для студентов педагогических
институтов, учителей физики средней школы,
а также для широких кругов советской интеллигенции, интересующихся
современной физикой. В книге изложены
основные положения и результаты теории относительности,
а также важнейшие ее приложения (квантовая теория света,
некоторые вопросы теории ускорителей, энергетика
ядерных реакций и т.д.).
Мы стремились подходить к сложным проблемам теории
относительности, исходя из широко известных элементарных
процессов и законов физики (упругий и неупругий
удар шаров, ускорение заряженных частиц электрическим
полем и т.д.), и возможно шире иллюстрировать изложение
конкретными физическими примерами.
Ввиду того, что книга предназначена для будущих
учителей физики средней школы, а не для научных работников
в области теоретической физики, мы не пользуемся
сложным математическим аппаратом тензорного анализа,
теории групп и т.д. Математический аппарат, используемый
в книге, не выходит за рамки курса математики педагогических
(и даже технических) институтов и требует только
знания основ дифференциального и интегрального исчисления
и аналитической геометрии.
Содержание книги в основном соответствует программе
курса теоретической физики для педагогических институтов.
Выходят за пределы программы только вопросы, изложенные
в главе IV "Теория поля". Однако мы считали,
что книга по теории относительности была бы не полной
без краткого изложения основ теории электромагнитного
поля и основ современной теории тяготения.
Книга возникла как результат обработки курса лекций,
читавшегося обоими авторами в течение ряда лет студентам
Новосибирского государственного педагогического института.
Ю.Б.Румер,
М.С.Рывкин
Румер Юрий Борисович
Выдающийся отечественный физик-теоретик, доктор физико-математических наук (1935), профессор. В 1924 г. окончил Московский университет. С 1929 г. работал в Геттингенском университете, где стал одним из родоначальников квантовой химии. С 1932 г. читал лекции по теоретической физике в Московском университете. С 1937 г. плодотворно сотрудничал с Л. Д. Ландау. С 1954 г. преподавал в Новосибирском педагогическом институте. В 1957 г. стал директором Института радиофизики и электроники Западно-Сибирского филиала АН СССР; позже работал в Институте ядерной физики СО РАН и Новосибирском государственном университете. Автор многих трудов по квантовой механике, оптике, физике твердого тела, статистической физике, космическим лучам, теории относительности, гидродинамике, биологии.
Рывкин Моисей Соломонович
Отечественный физик и педагог. В 1937 г. поступил на физический факультет Ленинградского государственного университета. Участник Великой Отечественной войны. В 1946–1949 гг. — аспирант академика В. А. Фока на кафедре теоретической физики ЛГУ. С 1949 по 1963 гг. работал на кафедре физики Новосибирского педагогического института. В 1953 г. защитил в ЛГУ кандидатскую диссертацию, а в 1956 г. стал доцентом кафедры физики Новосибирского пединститута. С 1963 г. и до конца жизни работал на физическом факультете Новосибирского государственного университета. Читал курсы физики для биологов и геологов, курс статистической физики для физиков и т. д. Один из ближайших сотрудников Ю. Б. Румера; результатом их совместного творчества стала работа «Теория относительности» (М.: URSS).