Принципы действия

Оглавление1 Принципы действия1.1 Принципы действия в физике1.2 Вариативный подход1.3 Различные принципы действия1.4 Применение принципов действия1.5 Общие понятия1.6 Пути и точки1.7 […]

Принципы действия

  • Принципы действия в физике

    • Принципы действия лежат в основе фундаментальной физики, включая классическую механику, квантовую механику, физику элементарных частиц и общую теорию относительности.  
    • Принципы действия начинаются с энергетической функции, называемой лагранжианом, описывающей физическую систему.  
    • Накопленное значение лагранжиана между двумя состояниями системы называется действием.  
  • Вариативный подход

    • Принципы действия применяют вариативный подход к действию.  
    • Действие зависит от функции энергии, а функция энергии зависит от положения, движения и взаимодействий в системе.  
    • Изменение действия позволяет получить уравнения движения без учета вектора или сил.  
  • Различные принципы действия

    • Принципы действия различаются ограничениями на начальные и конечные условия.  
    • Названия принципов действия менялись с течением времени и отличаются деталями конечных точек путей и характером вариаций.  
    • Принципы квантового действия обобщают и оправдывают классические принципы.  
  • Применение принципов действия

    • Принципы действия лежат в основе фейнмановской версии квантовой механики, общей теории относительности и квантовой теории поля.  
    • Принципы действия имеют широкое применение в физике, включая классическую механику и современные задачи квантовой механики и общей теории относительности.  
  • Общие понятия

    • Принципы действия основаны на энергии, путях и выборе пути в соответствии с действием.  
    • Энергия, а не сила, является основой механики, основанной на действии.  
    • Лагранжиан — это разница между кинетической и потенциальной энергией.  
  • Пути и точки

    • Пояснительные диаграммы в механике, основанной на действии, показывают две точки с возможными путями.  
    • Математическую технологию и терминологию принципов действия можно изучать в физическом пространстве и применять в абстрактных пространствах.  
  • Действие на пути

    • Действие присваивается каждому возможному пути между двумя точками.  
    • Изменение траектории системы приводит к стационарному значению действия.  
    • Интеграл действия зависит от координат объектов и является функционалом.  
  • Принципы сохранения природы

    • Теорема Нетер связывает сохраняющиеся величины в лагранжиане с непрерывной симметрией.  
    • Примеры глобальных симметрий включают сохранение энергии, импульса и углового момента.  
  • Четкие принципы

    • Принципы действия применимы к широкому спектру физических проблем, за исключением случаев с трением или заданными начальными условиями.  
    • Различные принципы действия имеют различное значение для вариаций и требуют определенного лагранжиана.  
  • Фиксированные конечные точки с сохраненной энергией

    • Принцип наименьшего действия Мопертюи применяется, когда общая энергия и конечные значения заданы.  
    • Решениями являются орбиты, связывающие координаты друг с другом.  
  • Потенциалы, не зависящие от времени; никаких сил

    • Для системы, не зависящей от времени, действие не зависит от времени.  
  • Принцип действия и его применение

    • Принцип действия описывает минимизацию действия на стационарном пути.  
    • Для твердого тела без суммарной силы действия идентичны, что приводит к принципу наименьшего времени Ферма.  
    • Для фиксированных событий применяется принцип действия Гамильтона.  
  • Принцип Гамильтона

    • Принцип Гамильтона описывает минимизацию действия для объектов в определенных положениях.  
    • Лагранжиан L = T – V является разницей между кинетической и потенциальной энергией.  
    • Решение уравнений дает мировую линию q(t).  
  • Классическая теория поля

    • Принципы действия применимы к непрерывным полям.  
    • Интеграл действия рассчитывается по лагранжевой плотности.  
  • Принципы квантового действия

    • Принципы действия имеют преимущества в квантовой механике.  
    • Ричард Фейнман и Джулиан Швингер разработали принципы квантового действия.  
    • Фейнман использовал интегральный метод, Швингер — дифференциальный.  
  • Принцип действия Фейнмана

    • Квантовая механика определяет амплитуду вероятности, а не траекторию.  
    • Амплитуда вероятности связана с действием, деленным на постоянную Планка.  
    • Фаза амплитуды определяется действием, деленным на постоянную Планка.  
  • Принцип действия Швингера

    • Подход Швингера связывает изменения амплитуд переходов с изменениями в элементе матрицы действий.  
    • Форма Швингера делает анализ вариации лагранжиана прозрачным.  
  • Оптико-механическая аналогия

    • Интеграл действия увеличивается от нуля до конечного значения.  
    • Линии или поверхности с постоянным значением действия могут быть нарисованы.  
    • Аналогия между оптическими и механическими явлениями была замечена Джоном Бернулли.  
  • Приложения принципов действия

    • Принципы действия применяются для получения дифференциальных уравнений.  
    • Классическая механика: форма упругих стержней, форма жидкости, движение маятника.  
    • Химия: квантовая теория атомов в молекулах.  
    • Общая теория относительности: действие Эйнштейна-Гильберта.  
    • Другие области: термодинамика, механика жидкости и газа, теория относительности, квантовая механика, физика элементарных частиц, теория струн.  
  • История

    • Принцип действия предшествует более ранним идеям в оптике.  
    • Уильям Роуэн Гамильтон и Карл Густав Якоб Якоби разработали вариационную форму для классической механики.  
    • Дэвид Гильберт применил вариационный принцип для вывода уравнений общей теории относительности.  
    • Поль Дирак продемонстрировал квантово-механическую основу принципа действия.  
    • Джулиан Швингер и Ричард Фейнман применили принцип в квантовой электродинамике.  

Полный текст статьи:

Принципы действия

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх