六十一、学霸的样子-第3/6页

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        三、理解波函数及其统计解释,了解薛定谔方程,了解氢原子能量量子化、解动量量子化、空间量子化,了解斯特恩—盖拉赫实验,了解电子自旋及四个量子数等内容。

        四、了解产生激光的基本原理,激光的特性等。

        五、引力波与量子力学概论。

        至于相对论就要多介绍一下:相对论有广义相对论和狭义相对论之分。狭义相对论,是由爱因斯坦在洛仑兹和庞加莱等人的工作基础上,创立的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正。?爱因斯坦以光速不变原理出发,建立了新的时空观。进一步,闵科夫斯基为了狭义相对论提供了严格的数学基础,    从而将该理论纳入到带有闵科夫斯基度量的四维空间的几何结构中。

        牛顿力学是狭义相对论在低速情况下的近似,伽利略变换与电磁学理论的不自洽。到十九世纪末,以麦克斯韦方程组为核心的经典电磁理论的正确性,已被大量实验所证实;但麦克斯韦方程组在经典力学的伽利略变换下,不具有协变性。而经典力学中的相对性原理则要求,一切物理规律在伽利略变换下都具有协变。在这样的背景下,才有了狭义相对论的产生,即时间和空间都与物质(宏观)的运动有关,随着物质(宏观)运动速度的变化而变化。

        由线性代数定理,保模长的变换必然是保内积的,保内积的变换必然是一个正交变换,变换矩阵必然是一个正交矩阵,也就是一个满足:

        aa'=a'a=i

        的矩阵,其中'表示求转置。

        故一般的洛伦茨变换表达式为:

        x'=ax,aa'=a'a=i

        其中,同一事件在k'系中的坐标(即x',y',z',ict')写成列向量的形式记作x',k中相应就为x。

        可以看出,三维语言中众所周知的洛伦茨变换(见“三维语言推导”)是上式的沿z轴参照系变换特例。而且,上式不仅包括参照系变换,还可包括空间坐标系的转动,应用范围远大于通常的洛伦茨变换。

        任意一个粒子经历的各个时空点在四维时空中连成一条曲线,称作“世界线”。

        由于相对论认为粒子的速度不能超过光速,使用四维语言说就是,认为“世界线的任意微小弧长必须是类时或类光间隔”。可以证明,世界线的弧长正比于粒子坐标系下的时间(差一个常数c),称这时间为“固有时间”,记作t。容易看出这个量是参照系不变的,则可以定义该粒子世界线上每一点的:

        四维矢量:(注:γ=1/sq

        (1-v^2/c^2),下式中dt=γdt)

        令

        =(x,y,z,ict)则将v=d

        /dt中的dt替换为dt,v=d

        /dt称四维速度。

        则v=(γv,icγ)γv为三维分量,v为三维速度,icγ为第四维分量。(以下同理)

        四维动量:p=mv=(γmv,icγm)=(mv,icm)……
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