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第1章 时空图的基本概念和结构 6

1.1 时空图、事件与世界线 6

1.2 时间轴与空间原点 8

1.3 时空图上空间和时间坐标的量纲和单位（c=1） 10

1.4 光速与光锥 12

1.5 匀速运动质点的世界线与参考系的时间轴 14

1.6 相互运动的两个参考系的空间轴 16

1.7 事件在时空图上的坐标 18

1.8 时空图上的两个时空坐标轴之间的关系 20

1.9 确定时空图上的时间坐标标度 22

1.10 一个完整的时空图 24

1.11 两个相对匀速运动参考系时空图的另一种表达 26

1.12 固有时、事件的时间坐标及等时线 28

1.13 固有长度、静止线及空间坐标 30

第2章 时空的相对性 32

2.1 速度的相对性 32

2.2 时间膨胀与空间收缩 34

2.3 同时的相对性 36

2.4 时间变缓 38

2.5 动尺变短（一） 40

2.6 动尺变短（二） 42

2.7 空间收缩的含义 44

2.8 两个相互运动的观察者之间的距离 46

2.9 对称形式的时空图 48

第3章 光速不变原理 50

3.1 时空图上的光速不变 50

3.2 教材中一种关于光速不变原理的图示 52

3.3 时空图上的波前阵面（一） 54

3.4 时空图上的波前阵面（二） 56

3.5 时空图上的波前阵面（三） 58

3.6 用一个事件来描述光的波前阵面 60

3.7 波前阵面的关系的相对性 62

3.8 空间原点发出的周期光脉冲的光 64

第4章 时空图上的洛仑兹变换 66

4.1 光速c=1时的洛仑兹变换 66

4.2 时间轴上事件的洛仑兹变换（一） 68

4.3 时间轴上事件的洛仑兹变换（二） 70

4.4 空间轴上事件的洛仑兹变换（一） 72

4.5 空间轴上事件的洛仑兹变换（二） 74

4.6 时空任意事件的洛仑兹变换——由S到S′的变换 76

4.7 时空任意事件的洛仑兹变换——由S′到S的变换 78

4.8 时空图上洛仑兹变换的实例 80

4.9 时空图上的速度合成 82

第5章 对钟问题 84

5.1 两组时钟 84

5.2 空间收缩结果下对钟——S系同时对钟 86

5.3 在S′系考察对钟事件 88

5.4 计算对钟事件发生时的各时钟时刻 90

5.5 换个参考系看对钟 92

5.6 原时与时间膨胀 94

5.7 对钟结果的相对性 96

第6章 时空图上的几个实例 98

6.1 路基参考系和列车参考系 98

6.2 爱因斯坦的列车与雷击闪电问题 100

6.3 列车、隧道与雷击 102

6.4 介子寿命问题 104

第7章 双生子效应问题 106

7.1 双生子效应问题 106

7.2 地球、飞船、星球之间的旅程和相应的时间关系 108

7.3 洛仑兹收缩，谁收缩了？ 110

7.4 飞船起飞时星球上的时钟 112

7.5 飞船到达星球时的时空关系 114

7.6 飞船调头返回的旅程和相应的时间关系 116

7.7 飞船调头后飞回地球所在的参考系 118

7.8 飞船调头返回时的时空关系 120

7.9 飞船飞离后相互拍发贺年电报 122

7.10 飞船返回地球过程中相互拍发贺年电报 124

第8章 时空间隔 126

8.1 时空间隔的概念 126

8.2 任意事件与时空原点事件之间的时空间隔 128

8.3 事件处的光锥与该事件的时空区间 130

8.4 双曲线校准质点的时间和空间 132

8.5 类空间隔和事件的时序 134

参考文献 136