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原创 星系测光:理论基础与实操
星系探测的大致算法如下:设置一个阈值(例如面亮度、天光背景起伏),在图像中超出阈值的连续像素的数目较多时,则认为这些连续的像素组成一个星系。尤其是对于现在的大视场望远镜而言,在每一幅图像中所出现的星系数量,都是我们肉眼所看不过来的。星系周围的恒星,会污染我们所测量到的流量,因此需要在测光之前就将这些恒星的影响给去除掉。(有时候也用26.5)的等照度线是星系的边缘,用等照度线之内的像素流量积分,计算出来的便是标准星等。早型星系的聚集度更高。表征各个像素流量分布的均匀性,早型星系的基尼指数更大,晚型更小。
2023-07-02 21:01:58
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原创 ArchLinux系统下用sphinx编译中文文档的方法
Arch Linux系统下用sphinx编译中文文档的方法背景介绍 python-sphinx是一个非常方便用于编写文档的package(具体介绍可以留个坑,这里就不详细说明了),在安装了这个包,并写完文档的rst源文件后,只需在工程目录下输入:make html 即可在build/html目录下生成对应的一系列html文件,点击index.html即可查看编译出来的文档 但有些时候,文档是要以pdf的形式呈现的。这个时候就需要用到:make latexpdf 但也许很多人就会发现
2022-05-19 22:12:27
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原创 【日常篇】009_基于质点动力学的二维烟花模拟
在遥远的过去,城市建设还没有这么发达的时候,烟花爆竹是可以随意燃放的,那时每年春节听鞭炮、礼花弹声都会从除夕的清晨一直听到元宵的夜晚,可以说是十分地震撼。但随着城市的发展、空气的恶化以及环保意识的提升等众多原因,如今在全国大多数的城区都不能再像以前那样自由“玩耍”了,这使得近几年的春节都显得异常地“冷清” 今年的春节,依旧是一个不能在所在城市燃放烟花爆竹的春节。但和前几年不同的是,现在手上有了足够便利的图形库以及足够方便的语言,这使得“将现实生活中的热闹转移到程序中”的想法得以实现 虽然在现实.
2022-02-10 19:08:42
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原创 【日常篇】008_pygame还原推箱子
推箱子可以说是一个非常经典的益智游戏了,玩法也非常简单:玩家只需要控制角色上下左右移动,去将地图上的箱子推到指定的位置,就算作游戏通关 因为玩法的简单性,所以在编写程序时,游戏逻辑上也几乎没有太大的难度。相反,主要的难度反而都集中在了图形界面化上……基本思路玩家移动与箱子的推动 推箱子的时候,玩家唯一采取的行动便是“上下左右移动”,在移动的过程中,无非只有下述的几种情况: (1)玩家移动到的目标位置是空气 (2)玩家移动到的目标位置是墙 (3)玩家移动到的目标位置是箱子 .
2022-02-08 20:08:12
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原创 恒星演化模拟神器——mesa安装教程
mesa介绍 在前面(停更之前)已经介绍了恒星的四个静力学平衡方程以及化学成分演化方程,将这五个方程结合起来,并加上恒星的初始条件以及边界条件,就可以使用数值模拟的方式去模拟恒星的演化了 mesa(Modules for Experiments in Stellar Astrophysics)便是一个实现了上述功能的软件,有了这个软件,就不需要再自己专门花时间去探究数值模拟中的各种问题了。这个软件既可以模拟单个恒星在各个阶段的演化过程,也可以模拟各种双星系统的演化。除了用户自定义配置外,mesa还提
2022-02-02 10:48:16
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原创 【日常篇】007_利用pygame实现经典扫雷
曾经在大二和大三的时候分别尝试用MATLAB和VB.NET去实现扫雷,但分别都因为没搞清扫雷的逻辑和不清楚VB.NET的特性(主要是没有区分开图形界面与游戏逻辑)而放弃了 直到2021年的年底,在写完《飞机大战》后准备找一个新的选题时,才想起了这个一直没写出来的游戏,于是便很快就将本次的主题定了下来。在经过两三年的“锻炼”后,写出扫雷应该也不是一件难事了基本思路地图场景 扫雷这个游戏是在一个由m×\times×n个grid的区域内进行的,因此能够直接想到的自然是使用二维数组来表示。每一个.
2022-02-01 19:12:35
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原创 【日常篇】006_从黑体辐射到RGB——如何定量计算光谱的颜色?
在《恒星结构与演化》这门课上,曾经用mesa进行过恒星演化的模拟。当时在绘制各种恒星的演化动画时,想到如果能将恒星的有效温度映射到具体对应的颜色上,画出来的动画是不是就更加生动形象了?于是我就到网上四处搜集黑体温度与颜色的关系,结果却什么也没搜到,加上ddl在即,于是只好作罢。 凑巧的是,没过多久,又有一位 老同事 也问了我一个类似的问题:为什么A型恒星的温度和电焊的温度差距如此之大,发出的光却都是蓝白色?当时我的回答是前者可以视为黑体而后者则不然,二者的光谱不同,在某种能够变换到颜色上的积分运算.
2022-01-26 18:54:56
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原创 【日常篇】005_用Python制作《太空大战》
继10月份在 《天文软件应用》 《自由上机》课程中完成《俄罗斯方块》后,本人决定进行下一项更为艰巨的挑战:设计一个空战游戏 在还没有开始接触编程时,就有过想要写出一个飞机射击类游戏的想法,但当时对于不会编程的自己而言,这简直就是天方夜谭。转眼间,从大二接触C语言开始到现在,也已经码了三年的代码了。这一目标对于现在的自己而言,已不再是遥不可及,是时候去实现当年的愿望了 本次程序依旧使用Python语言进行编写,并依旧以pygame库为主前言 本次的战线十分漫长,大概花费了一个多月共五六次.
2022-01-26 15:30:11
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原创 在ArchLinux操作系统安装ctex宏包
使用paru命令安装texlive-langchinese包即可:paru -S texlive-langchinese 宏包相应的文件夹会被安装在/usr/share/texmf-dist/tex/latex路径下,这个可能就是LaTeX宏包的默认路径,手动安装的时候可以参考这个路径 如果在安装时遇到报错:error: failed to commit transaction (conflicting files)texlive-langchinese: /usr/share/texm
2022-01-24 10:44:26
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原创 广义相对论-学习记录16-第七章-史瓦西解与粒子运动1
第七章:史瓦西解与粒子运动 史瓦西解是真空解:Rμν=0R_{\mu\nu}=0Rμν=0,并且具有下述两个条件: (1)引力源是球对称的,即gμνg_{\mu\nu}gμν中只能含有下述的组合:dx⃗2d\vec x^2dx2,x⃗⋅dx⃗\vec x\cdot d\vec xx⋅dx,x⃗2\vec x^2x2 (2)引力场是静态的,即gμνg_{\mu\nu}gμν不依赖于ttt 因此史瓦西解具有一定的猜测成分 一般的形式为:dτ2=F(r)dt2−2E(r)dtx⃗⋅dx
2021-12-04 17:13:27
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原创 广义相对论-学习记录15-第六章-观测量理论2
第六章:观测量理论4、四轴系 时间轴:观测者世界线的切矢量UμU^\muUμ(前面已经提到的定义) 空间轴:?ωa^μ(a^=0,1,2,3)\omega^\mu_{\hat a}(\hat a=0,1,2,3)ωa^μ(a^=0,1,2,3) 其中a^\hat aa^的第一个为时间轴,后三个为空间轴 定义ω0^μ≡Uμ\omega^\mu_{\hat 0}\equiv U^\muω0^μ≡Uμ,UμU^\muUμ满足归一化条件,gμνUμUν=−1⇒gμνω0^μω0^ν=−1
2021-12-03 16:21:47
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原创 广义相对论-学习记录14-第六章-观测量理论1
第六章:观测量理论1、观测量 可观测量TαβT^{\alpha\beta}Tαβ和张量型物理量TμνT^{\mu\nu}Tμν不是一回事 可观测量都是标量,与坐标系无关,但一般与参考系有关 想要将GR算出的量TμνT^{\mu\nu}Tμν表示出来,需要选择一个特殊的坐标 严格区分坐标系和参考系: 坐标系: 时空中的点,与一个四维数组之间的一一对应关系。可以是局域的,也可以是全局的 参考系: GR中没有全局参考系(此概念无意义),所有的参考系都是局域的。以一定方式运动的观测者所携带
2021-11-27 12:04:21
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原创 广义相对论-学习记录13-第五章-引力辐射3
第五章:引力辐射7、旋转刚体的引力辐射刚体运动的描述 对于任意刚体而言,其转动惯量的定义为:Iij=∫Vρ(r)(δij∑k=13rk2−rirj)dVI_{ij}=\int_V \rho(r)(\delta_{ij}\sum^3_{k=1}r^2_k-r_ir_j)dVIij=∫Vρ(r)(δijk=1∑3rk2−rirj)dV 总是存在正交矩阵TTT,可以使得转动惯量对角化:TTIT=D=diag{I1,I2,I3}T^T I T=D=diag\{I_1,I_2,I_
2021-11-27 10:34:14
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原创 广义相对论-学习记录12-第五章-引力辐射2
第五章:引力辐射4、有源辐射:四极辐射推迟势公式 对于弱场近似下的爱因斯坦场方程:□2hˉμν=−16πGTμν\square^2\bar h_{\mu\nu}=-16\pi G T_{\mu\nu}□2hˉμν=−16πGTμν 利用格林函数方法求解,得到:hˉμν(t,x⃗)=4G∫1∣x⃗−y⃗∣Tμν(t−∣x⃗−y⃗∣,y⃗)d3y\bar h_{\mu\nu}(t,\vec x)=4G\int\frac{1}{|\vec x-\vec y|}T_{\mu\nu}(t-|
2021-11-20 12:13:09
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原创 广义相对论-学习记录11-第五章-引力辐射1
第五章:引力辐射1、弱场近似 弱引力场下的度规为:gμν=ημν+hμν, ∣hμν∣≪1g_{\mu\nu}=\eta_{\mu\nu}+h_{\mu\nu},\ |h_{\mu\nu}|\ll 1gμν=ημν+hμν, ∣hμν∣≪1 在线性近似理论中,只保留hμνh_{\mu\nu}hμν的张量项,张量的指标升降借助于ημν\eta_{\mu\nu}ημν和ημν\eta^{\mu\nu}ημν 由此,联络写为:Γαβμ=12ημν(hαν,β+
2021-11-13 10:58:58
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原创 广义相对论-学习记录10-第四章-相对论性的引力理论3
第四章:相对论性的引力理论9、正交标架 由等效原理可知,在黎曼时空中任一点,可以引入局域惯性系:ds2=ηαβdξαdξβds^2=\eta_{\alpha\beta}d\xi^\alpha d\xi^\betads2=ηαβdξαdξβ 变换到任一坐标系:ds2=gμνdxμdxνds^2=g_{\mu\nu}dx^\mu dx^\nuds2=gμνdxμdxν 度规为:gμν=ηαβ∂ξα∂xμ∂ξβ∂xν≡ηαβeμ(α)eν(β)=e(β)μeν(β)g_{\mu\
2021-11-09 20:49:58
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原创 广义相对论-学习记录9-第四章-相对论性的引力理论2
第四章:相对论性的引力理论6、变分原理推导场方程 场方程的左边为IGI_GIG,右边为IMI_MIM,作用量I=IG+IMI=I_G+I_MI=IG+IM 在平直时空中,作用量为:I=∫d4xL(gμν,gμν,σ,gμν,σ,δ,matter)I=\int d^4 x\mathcal L(g_{\mu\nu},g_{\mu\nu,\sigma},g_{\mu\nu,\sigma,\delta},matter)I=∫d4xL(gμν,gμν,σ,gμν,σ,δ,matter)
2021-11-06 14:06:52
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原创 恒星结构和演化-学习记录7-第六章-解析模型与标度关系
第六章:解析模型与标度关系 对之前提到的应用方程及物理过程,在简化的情况下求解析解,以定性地去理解恒星结构球对称恒星基本方程回顾球对称分布drdm=14πr2ρ\frac{dr}{dm}=\frac{1}{4\pi r^2\rho}dmdr=4πr2ρ1压强dPdm=−Gm4πr4−14πr2∂2r∂t2\frac{dP}{dm}=-\frac{Gm}{4\pi r^4}-\frac{1}{4\pi r^2}\frac{\partial^2 r}{\partial t^2}dmdP
2021-11-05 17:18:49
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原创 广义相对论-学习记录8-第四章-相对论性的引力理论1
第四章:相对论性的引力理论1、等效原理与引力的几何化牛顿定律与等效原理 质量为mαm_\alphamα的质点,在引力场g⃗\vec gg中以非相对论的速度运动。则在惯性系中的运动方程为:mαd2r⃗αdt2=mαgg⃗+∑βF⃗(r⃗α−r⃗β)m_\alpha\frac{d^2 \vec r_\alpha}{dt^2}=m^g_\alpha\vec g+\sum_\beta \vec F(\vec r_\alpha-\vec r_\beta)mαdt2d2rα=mαgg+β∑
2021-11-02 19:28:32
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原创 恒星结构和演化-学习记录6-第五章-恒星核合成
第五章:恒星核合成原子核结构基本图像 原子由核和电子构成,其中电子轨道的尺度为10−8cm10^{-8}cm10−8cm,核的尺度为10−13cm10^{-13}cm10−13cm。原子核由质子和中子组成,尺度为10−510^{-5}10−5原子半径。质子和中子的相互作用是强作用力,通过交换质量为mmm的π\piπ介子产生(按现有的理论,所有的相互作用力都是通过交换粒子产生的)。质子和中子这两个核子都由夸克组成,夸克的电荷是分数电荷 介子有三类:π+\pi^+π+,π0\pi^0π0和π−\pi^
2021-11-01 11:30:08
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原创 广义相对论-学习记录7-第三章-张量分析与黎曼几何4
第三章:张量分析与黎曼几何11、黎曼空间中的积分 积分实质上就是求和,但在张量运算中,不同点的求和一般是没有意义的,不能保证张量的变换性质。所以在黎曼空间中,只有类似下述的积分才有意义:∫fμdxμ=f∬Tμνdxμdxν=T∫∭J;μμdΣ=J\int f_\mu dx^\mu = f\\\iint T_{\mu\nu}dx^\mu dx^\nu = T\\\int\iiint J^\mu_{;\mu}d\Sigma = J∫fμdxμ=f∬Tμνdxμdxν=T∫∭J;μμdΣ=J
2021-10-29 09:32:47
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原创 【日常篇】004_基于Python实现俄罗斯方块
很快,研究生的生活就已经过去了一个多月。在这一个多月的时间里,除了困难难度的学术课程,进度总是推不太动的课题,常常上不去的睡眠质量,以及时好时崩的心态之外,生活中似乎就已经没有什么别的元素了。你看这个人,才一个月就醉了,真的是太逊了 因为有些时候,心态实在是太逊了,所以这样下去可不行,只好拿去河边烤了必须得做点调控。这个时候就想起了《不务正业的日常》这个系列:是时候写点新的好玩的东西了! 至于具体要写的是什么东西……正好在那几天的时候和同学聊到过俄罗斯方块~~(失败会不断地积累,而成功却总是转.
2021-10-23 18:02:16
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原创 广义相对论-学习记录6-第三章-张量分析与黎曼几何3
第三章:张量分析与黎曼几何7、黎曼空间中的曲率张量定义 黎曼空间中曲率张量的表达式和仿射空间中的一致:Rλμνρ=−Γλμ,νρ+Γλν,μρ−ΓλμσΓσνρ+ΓλνσΓσμρR^\rho_{\lambda\mu\nu}=-\Gamma^\rho_{\lambda\mu,\nu}+\Gamma^\rho_{\lambda\nu,\mu}-\Gamma^\sigma_{\lambda\mu}\Gamma^\rho_{\sigma\nu}+\Gamma^\sigma_{\lambda\nu}\Ga
2021-10-23 08:42:50
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原创 广义相对论-学习记录5-第三章-张量分析与黎曼几何2
第三章:张量分析与黎曼几何3、测地线方程测地线方程的导出 在普通空间中,直线的定义为:线上任意相邻两点的切矢量都相互平行的曲线。测地线则是将该定义推广到nnn维仿射空间 在nnn维空间中,曲线由nnn个参量式描述:xμ=xμ(λ), μ=1,2,3,…,nx^\mu=x^\mu(\lambda),\ \mu=1,2,3,\dots,nxμ=xμ(λ), μ=1,2,3,…,n,其中λ\lambdaλ为标量型参量。曲线上任意一点的切矢量定义为:Aμ≡dxμdλA^\mu\e
2021-10-16 09:04:47
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原创 恒星结构和演化-学习记录5-第四章-辐射输运与对流2
第四章:辐射输运与对流震动与不稳定性 Eulerian微扰:在固定参考系中,有物理量fff,扰动量为Δf=f(r⃗,t)−f0(r⃗,t)\Delta f=f(\vec r,t)-f_0(\vec r, t)Δf=f(r,t)−f0(r,t) Lagrangian微扰:在随着物质运动的参考系中,扰动量为:δf=f(r⃗,t)−f0(r⃗0,t)=Δf+(δr⃗⋅∇)f0\delta f=f(\vec r,t)-f_0(\vec r_0, t)=\Delta f+(\delta \vec r\
2021-10-15 16:50:14
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原创 恒星结构和演化-学习记录4-第四章-辐射输运与对流1
第四章:辐射输运与对流大光深下的辐射转移 由之前的结论,能流密度表示为:F⃗=−c3κρ∇U\vec F=-\frac{c}{3\kappa\rho}\nabla UF=−3κρc∇U 其中κ\kappaκ为单位质量辐射跟物质作用的截面。这个作用和频率有关,不同的频率对应的能流不一样:F⃗ν=−c3κνρ∇Uν\vec F_\nu = -\frac{c}{3\kappa_\nu\rho}\nabla U_\nuFν=−3κνρc∇Uν 上述的方程也可以从平衡态辐射转移方程
2021-10-15 11:12:57
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原创 广义相对论-学习记录4-第三章-张量分析与黎曼几何1
第三章:张量分析与黎曼几何 广义相对论的数学语言是微分几何。微分几何用来描述“流形”:局部可以看做欧几里得空间,而全局形状则可能比较复杂。NNN维欧几里得空间Rn\mathcal R^nRn本身就是最简单的一种NNN维流形 数学上,NNN维流形可以写作{M,{Uα,Φα}}\{\mathcal M,\{U_\alpha,\Phi_\alpha\}\}{M,{Uα,Φα}}。其中,M\mathcal MM是一组点的集合,{Uα}\{U_\alpha\}{Uα}是M\mathcal MM中开集的集
2021-10-13 08:59:21
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原创 广义相对论-学习记录3-第二章-狭义相对论2
第二章:狭义相对论5、流与密度假定有一个粒子体系,各粒子的带电荷量为ene_nen,位于位置xn(t)x_n(t)xn(t)处,则可以定义一个四矢量:Jα≡∑nenδ3(x⃗−x⃗n(t))dxnα(t)dtJ^\alpha\equiv \sum_n e_n\delta^3(\vec x-\vec x_n(t))\frac{dx^\alpha_n(t)}{dt}Jα≡n∑enδ3(x−xn(t))dtdxnα(t)说明:(1)JαJ^\alphaJα是四矢量证明:先证δ4(x
2021-10-05 09:55:58
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原创 恒星结构和演化-学习记录3-第三章-物态方程2
第三章:物态方程(2)多方球与白矮星压强随距球心距离的变化 多方球:物态变化是一个多方过程 白矮星随着时间的演化,温度会变得比较低,密度会变得非常高。中间没有能源,因此白矮星的情形相对简单 物态为电子简并,因此压强(电子简并压)几乎与温度没有关系:P∼Pe(ρ)P\sim P_e(\rho)P∼Pe(ρ),而费米能与密度有关 在非相对论性的情况下:Pe=120(3π)23(hmec)2(1μemA)53mec2ρ53xF=(ρ9.7×105μe g cm−3)13
2021-10-03 16:46:26
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原创 恒星结构和演化-学习记录2-第三章-物态方程1
第三章:物态方程 在统计力学中,平衡体系,单位相空间体积内的粒子数由下述分布表示:n(p)=1h3gjexp{[ϵj(p⃗)−μ]/kT}∓1n(p)=\frac{1}{h^3}\frac{g_j}{\exp\{[\epsilon_j(\vec p)-\mu]/kT\}\mp 1}n(p)=h31exp{[ϵj(p)−μ]/kT}∓1gj 其中,当粒子为玻色子时,符号取负;粒子为费米子时,符号取正。gjg_jgj为能级简并度,ϵ(p⃗)\epsilon(\vec p)ϵ(p)为
2021-09-27 10:51:12
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原创 恒星结构和演化-学习记录1-第二章-基本方程
第一章-恒星的实测与经验关系 (本章大致讲了恒星各种参数的测量方式,包括光度测量,质量测量,演化过程统计等,因为后面的部分太难了,所以这里就不整理了)第二章:基本方程流体近似 在研究天体的过程中,由于研究的尺度远大于粒子之间的平均自由程,因此热平衡是仅限于局部的,对于不同的部位,温度都是不一样的。可以用局部的平均值来描写运动,这样的研究手法属于(辐射)流体近似流体方程-质量守恒 流体在运动的过程中质量保持不变(质量流入与流出相平衡):∭V∂ρ∂tdV+∯Sρv⃗⋅dS⃗=0\iiint
2021-09-25 17:01:16
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原创 广义相对论-学习记录2-第二章-狭义相对论1
第二章:狭义相对论1、洛伦兹变换Lorentz方程 狭义相对性原理表示,自然规律对洛伦兹变换群是不变的。所谓的洛伦兹变换,是由一个时空坐标系xαx^\alphaxα到另一个坐标系x′αx'^\alphax′α的变换(时空变换),这个线性变换具有如下形式:x′α=Λβαxβ+aαx'^\alpha=\Lambda^\alpha_\beta x^\beta + a^\alphax′α=Λβαxβ+aα (1) 其中,aαa^\alphaaα和Λβα\Lambda^\alpha_\betaΛβα
2021-09-18 19:46:41
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原创 广义相对论-学习记录1-第一章-历史回顾
第一章:历史回顾 广义相对论(General Relativity, GR),是一种用于描述引力的理论(引力理论),其数学基础为黎曼几何,但广义相对论并不等价于黎曼几何 爱因斯坦的广义相对论有三个前提,分别是: 1、非欧几何 2、牛顿引力 3、相对性原理 以上三个前提都是广义相对论的基础,在广义相对论中具有不可或缺的地位1、非欧几何欧氏几何: 欧几里得几何,是公理化体系。公理化体系是从逻辑推理所推导出的体系(换个词来说:假设)欧氏几何的五条假设(特别简单且无需证明): 1、
2021-09-14 21:15:09
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原创 通往下一阶的战斗——研究生报到前最后一夜有感而作
通往下一阶的战斗——研究生报到前最后一夜有感而作 人生的最后一个《暑假》(也许算不上,毕竟本科都毕业了),很快就迎来了大结局。原本是想在开学前好好地回顾一下自己在本科期间以各种渠道接触CS的经历、经验和教训的,但却因为人类的本质而一直没有憋出半个字……现在转眼就进入到了研究生阶段前的最后一个夜晚,我觉得无论如何,也要在这个时候凑出这篇文章了。开篇:物理研究=手推公式+计算器? 在经历了十二年的学习后,由于一直缺乏对电脑功能的认知,加上在竞赛期间频繁地使用计算器,导致自己在直到进入大学的时候都
2021-09-05 23:04:53
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原创 【日常篇】003_利用b站数据看《博人传》口碑变化
利用b站数据看《博人传》口碑变化背景小丑社的经费都去哪了 故事要追溯到2018年年底,当时正值《东京喰种:re》最终季的放映。 我是在那年暑假才开始一口气从第一季一直看到第三季结束,然后追上进度的,和许多观众一样,期待着第四季能够重现第一季最后一集的打戏:动图来源:https://www.bilibili.com/video/BV1Ca4y1x77X 然后很快就到了第四季开播的时候。清楚地记得在那一天晚上,我穿过瑟瑟秋风回到宿舍,打开电脑,迫不及待地点进了刚更新的第二集,接下来就看到了这
2021-08-13 15:18:44
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