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古典力学(classical mechanics)

 Herbert Goldstein著 『古典力学』 吉岡書店1959年刊(源本は1950年刊)の引用です。ただし、かなり改変しています。

第T章 基本原理の概観
第U章 変分原理とLagrangeの方程式
第V章 二体中心力問題
第W章 剛体の運動学
第X章 剛体の運動方程式
第Y章 古典力学における特殊相対性理論
       1.特殊相対性理論の基礎的なプログラム
       2.Lorentz変換
       3.共変四次元形式
       4.相対論的力学における力とエネルギー方程式
       5.相対論的力学のラグランジアン形式
       6.共変ラグランジアン形式
       7.参考書
       8.練習問題
第Z章 Hamiltonの運動方程式
第[章 正準変換
第\章 Hamilton-Jacobiの理論
第]章 微小振動
第\章 連続的な系および場に対するラグランジアン形式とハミルトニアン形式の序論
      索引(index)

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第Y章 古典力学における特殊相対性理論



 Herbert Goldstein の本章の展開の仕方は解りにくく混乱を招くだけである。本章の内容については別稿「アインシュタインの特殊相対性理論(1905年)」を全面的に参照されたし。

1.特殊相対性理論の基礎的なプログラム












 

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2.Lorentz変換

 本節のLorentz変換の求め方は解りにくく混乱を招くだけである。
 本節の内容と同じ事柄が、別稿「アインシュタインの特殊相対性理論(1905年)」2.(4)[補足説明3]の中の
 
   Einsteinが1917年に出版した啓蒙書「わが相対性理論」の附録の証明。
   竹内淳著「高校数学でわかる相対性理論」の証明。
   Kittel,Knight,Ruderman共著「バークレー物理学コース1.力学(下巻)」の証明。
   砂川重信著「理論電磁気学(第3版」の証明。
 
に於いて、教育的・明快に説明されていますので参照されたし。
 それぞれの導き方は微妙に異なりますが、どれも同じ結論になります。
 今日の教科書の多くは“光速不変の原理”を前面に出して“ローレンツ変換公式”を導いていますが、いずれの証明に於いても途中で“相対性原理”を援用することは必要です。


















 06-02-05 Lorentz変換の4次元共変形式














 06-02-06 Einstein の速度の合成法則


 上記の演習問題はこちらです。

 

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3.共変四次元形式




























 

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4.相対論的力学における力とエネルギー方程式







 上記の太い波線の事柄の意味は解り難いが、この事については特に別稿 「相対論的力学」2.[補足説明1][補足説明1] を全面的に参照されたし。
 “ローレンツの力の法則”が相対論的な運動方程式に現れることの意味とアインシュタインの深謀遠慮に付いては別稿「運動方程式のローレンツ変換不変性」をご覧下さい。
 更に、別稿「電磁場中の荷電粒子の運動(Lagrangian、Hamiltonian)」 と、別稿「電磁場の非同次波動方程式」も参照されたし。



 上記の 第T-5節 はこちらを参照。



 上記の “Lewis,Tolmannの理論” については特に別稿 「相対論的力学」2.[補足説明1][補足説明1] を全面的に参照されたし。
 相対論的に正しい力学方程式は、プランクに続いてN.LewisとC.Tolmanの論文「相対性原理と非Newton力学」(1909年5月)でも示された。
 このp517〜518に書かれている証明は、今日の多くの教科書で説明されている、“運動量保存の法則”から“相対論的運動方程式”を導くものです。LeweisとTolmanの論文は別稿で引用しておりますので参照されて下さい。
 更に、別稿「電磁場中の荷電粒子の運動(Lagrangian、Hamiltonian)」 と、別稿「電磁場の非同次波動方程式」も参照されたし。


06-04-05 運動方程式の四次元表示














06-04-06 相対論的運動方程式


 上記の 章末演習問題 はこちらです。

 

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5.相対論的力学のラグランジアン形式













 

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6.共変ラグランジアン形式

 本節事柄については別稿 「相対論的力学」2.[補足説明4] 以降の説明をを全面的に参照されたし。















 

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7.参考書




 

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8.練習問題

06-08-01

 上記の “Einstein の加法法則(Y-20)”はこちらです。





06-08-02

  (Y-15) はこちらです。また、第W-3.-5. の“相似変換” はこちらです。






06-08-03

 上記の “Einstein の加法法則” はこちらです。






06-08-04












06-08-05

 運動方程式(Y-46)式(Y-47)はこちらです。



06-08-06






06-08-07

 上記の 第T章 演習問題 1. はこちらです。




06-08-08



06-08-09

 上記の “Compton 波長” については別稿「コンプトン効果(1922年)と相対論的力学」2.(2) を参照されたし。






06-08-10

 最初の導入部で示されている 第T章 演習問題3.はこちらです。







06-08-11

 上記の 方程式(Y-40) はこちらです。







06-08-12












06-08-13

 “水星の近日点移動”に付いては 別稿「歳差と章動」、別稿「水星の近日点の移動(Newton、特殊相対、一般相対)」、別稿「Einsteinの1915年11月18日論文“水星の近日点移動に対する一般相対性理論による説明”」、別稿「7.テンソル解析学の一般相対性理論への応用」、別稿「アインシュタイン著「一般相対性理論の基礎」(1916年)」、等々を参照されたし。














06-08-14

  上記の “第V章-4.ビリアル定理” と “非相対論的なビリアル定理(V-26)” はこちらを参照されたし。



  

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