Reissner-Nordstr(o)m时空下试验粒子的运动研究
本文研究了试验粒子在Reissner-Nordstr(o)m时空下的运动规律，并运用作用角变量法研究了试验粒子在Reissner-Nordstr(o)m时空下的进动问题。 首先本文从拉格朗日方程出发，介绍了与本文相关的一些理论力学知识，包括正则方程、正则变换、哈密顿-雅可比方程和作用角变量。这些知识为后续研究试验粒子的运动轨迹和近日点进动提供了理论基础。接着从爱因斯坦场方程和电磁场能动张量出发，详细介绍并推导了Reissner-Nordstr(o)m度规和该时空背景下试验粒子的完备动力学微分方程组。然后由这一组动力学方程给出了试验粒子的能量、拉格朗日量以及有效势能。并根据试验粒子的能量讨论了粒子的运动轨迹，给出了粒子运动轨迹的雅可比椭圆函数形式的解、粒子在特定黑洞时空中绕黑洞运动的部分运动轨迹图。最后根据试验粒子的完备动力学微分方程组，运用作用角变量法研究了粒子在Reissner-Nordstr(o)m时空下的进动，分别给出了试验粒子在椭圆轨道和近圆轨道下经历一个周期后进动的解。 试验粒子在椭圆轨道下的进动解可以用来分析粒子的长期进动效应，近圆轨道下的进动解在低阶近似下和已有的结论相符。当黑洞带电量为零时，近圆轨道下的进动解可回到试验粒子在Schwarzschild时空下近圆轨道下的进动解。
粒子物理学;运动轨迹;进动解
南华大学
硕士
理论物理
林文斌
2021
中文
O572.2
2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）