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广义相对论中试验粒子的运动-轨道进动和引力加速效应

作　者: 赵瑞
导　师: 吕君丽
学　校: 湖南师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 短程线近日点进动引力加速效应 de-sitter时空
分类号: O412.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

众所周知,Newton引力理论有一些无法解决的疑难,例如万有引力定律方程式的非洛伦兹协变性、水星近日点的附加进动等。广义相对论的诞生解决了这些疑难,并得出许多新的结果,这些新的结果一般称为广义相对性引力效应。本文对试验粒子在引力场中的轨道进动效应和引力加速效应进行了研究。我们从引力场中试验粒子的运动方程出发,假设试验粒子的运动轨道是圆锥曲线,分别导出了Schwarzschild场和具有电荷和磁矩的引力场中试验粒子轨道进动效应的表达式,并讨论了它们的物理意义。对于具有电荷和磁矩的引力场中试验粒子的轨道进动效应,我们特别感兴趣的是磁矩L对轨道进动的影响。我们发现,当磁矩L较小时,它对轨道进动的影响不大;当磁矩L增大时,它对进动产生了不可忽略的影响。特别是当磁矩L的量级达到10¹⁷米²（取G=c=1的自然单位制）时,试验粒子的轨道开始反向进动。从短程线方程出发,引入局域洛伦兹空间截面,我们研究了动态de-sitter时空中试验粒子的引力加速效应,讨论了粒子的加速度和dm/dv之间的关系。我们发现,当场源蒸发时（dm/dv<0）,蒸发的物质被场源吸引,使蒸发减缓;当场源吸积时（dm/dv>0）,吸积的物质被场源排斥,使吸积变慢。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-9
第一章绪论  9-15
  §1.1 引言  9-11
  §1.2 引力场中自由粒子的一般运动方程  11-15
第二章轨道进动效应  15-28
  §2.1 引力场中试验粒子局限于准圆锥曲线的轨道运动方程  15-17
  §2.2 Schwarzschild时空中试验粒子的近日点进动效应  17-20
  §2.3 电荷和磁矩的引力场中试验粒子的轨道进动效应  20-26
  §2.4 小结  26-28
第三章引力加速效应  28-43
  §3.1 引力场中试验粒子的加速度  28-30
  §3.2 Schwarzschild时空中的引力加速效应  30-33
  §3.3 Kerr时空中的引力加速效应  33-36
  §3.4 动态de-sitter时空中的引力加速效应  36-41
  §3.5 小结  41-43
第四章总结和展望  43-45
参考文献  45-49
附录  49-50
后记  50-51
湖南师范大学学位论文原创性声明  51
湖南师范大学学位论文版权使用授权书  51

广义相对论中试验粒子的运动-轨道进动和引力加速效应

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