問候

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2008年8月31日 星期日

四維向量

  此處要介紹四維向量之概念。四維向量,即英文的four-vector。維狹義相對論中所引入之概念。由Lorentz變換知:(ct`)^2-(x`)^2-(y`)^2-(z`)^2=(ct)^2-(x)^2-(y)^2-(z)^2=不變量。有類似向量的性質。所以可以定義(x,y,z ,ict)或(ct, ix,iy,iz),直接類比成四維Euclid空間。
  而一般也常以(ct, x,y,z)與(ct,-x,-y,-z)來討論。將第一組稱為一階逆變張量x(μ,)=(ct, V-r),第二組稱為一階協變張量x(,μ)=(ct,-V-r),有時也選為x(,μ)=(-ct, V-r)。所以有x(μ,)x(,μ)=(ct)^2-(x)^2-(y)^2-(z)^2=不變量。
  在以後的討論,選擇以一階逆變張量x(μ,)=(ct, V-r)與一階協變張量x(,μ)=(ct,-V-r)來描述,此在討論原時(proper time)時相當方便。
  定義x(μ,)=(x(0,), x(1,), x(2,), x(3,))=(ct,x,y,z),所以Lorentz變換變成:
x(0,)`=γ(x(0,)-βx(1,))
x(1,)`=γ(x(1,)-βx(0,))
x(2,)`=x(2,)
x(3,)`=x(2,)
簡記為x(μ,) `=a(μ,_ν) x(ν,),由Einstein求和約定對ν求和。

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