资源描述：
《理学物理学毕业论文 旋转物体的等效原理及其空间实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：理学物理学论文题目：旋转物体的等效原理及其空间实验指导老师：XXX二〇一一年十二月十日摘要文章回溯了等效原理的历史,解释了弱等效原理(伽利略等效原理)强等效原理(爱因斯坦等效原理)和甚强等效原理.实验检验表明,到10-13的实验精度时,没有观测到等效原理的破坏.文章最后,也是文章的主要目的,阐述了广义相对论的不足,即不能描写物质的自旋与引力场的耦合.自旋粒子或自转物体的能-动张量既有对称分量,也有非对称的分量,还有自旋张量.但是广义相对论的引力场方程中只包含了能-动张量对称
2、分量,不包含反对称分量,更没有自旋张量的贡献.涉及自旋与引力场耦合的理论是(有挠率场的)引力规范理论,该理论预言:自旋粒子或旋转物体将偏离测地运动,因而破坏等效原理.为了检验这种破坏,文章作者及其合作者建议进行地面实验和空间实验.关键词等效原理,引力规范理论,自旋物质的引力耦合 AbstractThehistoryoftheequivalenceprinciple(EP)isreviewed,andtheweakEP(Galileo′sEP),strongEP(Einstein′sEP),andverystrongEPareexplain
3、ed.ExperimentsshowthatEPhasnotbeenviolateduptoanexperimentalaccuracyof10-13.Inthelastpartofthepaperwepointouttheinsufficiencyofgeneralrelativity,whichcannotdescribethecouplingbetweenthespinofmatterandthegravitationalfield.Asweknow,aspinparticleorarotatingbodycanbecharacter
4、izedbyanasymmetricenergy-momentumtensorandaspintensor.However,thegravitationalfieldequationsingeneralrelativityonlyinvolvethesymmetriccomponentsbutnottheasymmetricpartoftheformertensor,norarethereanycontributionsfromthelattertensor.Ontheotherhand,agaugetheory(withtorsion)o
5、fgravitationdoesincludethecouplingofspinwiththegravitationfield.Thetheorypredictsthatthemotionforaspinparticleorarotatingbodywoulddeviatefromageodesicone,andhenceviolateEP.InordertotestthisviolationwesuggestexperimentsinbothalaboratoryontheEarthandasatelliteinspace. Keywo
6、rdsequivalenceprinciple,gaugetheoryofgravitation,couplingofspinmatterandgravitationalfield 等效原理是物理学中的基本原理之一,长期以来物理学家们不断地在用实验进行检验.本文主要指出,旋转物体等效原理的空间实验在原理上不同于通常的弱等效原理及其实验检验(见图1).为了清楚地显示这种差别,我们使用伽利略自由落体型的示意图(图1和图2)进行阐述. 1通常的等效原理的陈述 通常的等效原理分为弱等效原理和强等效原理(甚至还有甚强等效原理).弱等
7、效原理就是伽利略等效原理;强等效原理是爱因斯坦对弱等效原理的推广,所以又称为爱因斯坦等效原理.爱因斯坦广义相对论的基本假设之一不是弱等效原理而是强等效原理(它已经包含了弱等效原理). 弱等效原理可以这样进行陈述:在地球表面(即地面)之上的同样高度的真空管中,让二个不同物体(材料或重量不同)同时自由下落,在忽略管子中的残余空气的阻力并忽略地球表面弯曲的情况下,这两个做自由落体的物体将会同时落地. 如果使用牛顿力学第二定律和牛顿万有引力定律来描写这两个不同物体的自由落体运动的话,那么弱等效原理又可以说成是“物体的惯性质量与引力质量之比是个与
8、物体的材料重量等具体物理性质无关的常数”,适当选取质量的单位,则可以更简练地把弱等效原理说成“物体的惯性质量等于引力质量”. 等效原理在现代物理学中之所以非常重要,是因为爱因斯
