Физический смысл функции Гамильтона

Физический смысл функции Гамильтона. Пусть система натуральна. Тогда L — Ьч + L + La ы, согласно формулам (2) и (7), [c.243]

Физический смысл функции Гамильтона [c.63]

Каков физический смысл функции Гамильтона 2. В каких переменных записаны уравнения Гамильтона Чему равно число этих уравнений Каков их математический вид 3. Как определяется первый интеграл канонических уравнений В каких случаях первые интегралы можно записать заранее [c.119]

Точка массы т движется в поле, потенциал которого зависит только от 2 и от л = Найдите производящую функцию, осуществляющую переход к системе координат, равномерно вращающейся вокруг оси z со скоростью со. Каков физический смысл нового гамильтониана Сравните полученный результат с результатом задачи 4 главы 7. Выведите новые канонические уравнения движения и объясните физический смысл каждого члена этих уравнений. [c.297]

Эго уравнение представляет частный случай уравнения Гамильтона (21) 110. Эти уравнения имеют важное значение в гамильтоновом изложении геометрической оптики. Конечно, физический смысл функции U в волновой теории света другой, там она измеряет время распространения, а не. действие". В соответствии с этим основанием формулы служит тогда вместо принципа наименьшего действия" принцип. наименьшего времени", который сформулировал Ферма ( 111). [c.274]

Теоремы о сохранении и физический смысл гамильтониана. Мы видели, что циклическая координата отсутствует не только в L, но и в Я. Поэтому теоремы о сохранении обобщенных импульсов, полученные нами в 2.6, можно было бы вывести не из уравнений Лагранжа, а из уравнений Гамильтона. Это относится и к тем соображениям о симметрии системы, которые были высказаны нами в главе 2. Пусть, например, некоторая система будет симметрична относительно фиксированной оси. Тогда можно будет сказать, что функция Н инвариантна относительно вращения вокруг этой оси и поэтому не может содержать угла поворота. Следовательно, этот угол является циклической координатой, и поэтому соответствующий ему кинетический момент будет оставаться постоянным. [c.245]

Уравнение (41.1) мы будем рассматривать как определение соответствующей функции Гамильтона, не обращая внимания на ее первоначальный физический смысл как полной энергии системы [c.289]

В распоряжении Гамильтона не было теории канонических преобразований, и он сделал свое открытие, исходя из совершенно иных предпосылок. Главная функция Гамильтона не является абстрактным математическим понятием, которое используется только для получения преобразований специального вида она имеет определенный физический смысл. Для того чтобы пояснить ход рассуждении Гамильтона, начнем с консервативной системы, у которой функция Лагранжа L и функция Гамильтона Н не зависят явно от времени. Именно такие функции встречаются в оптике, и это явилось для Гамильтона исходным пунктом как для оптики, так и для механики. Обобщение на случай неконсервативных систем может быть сделано очень просто задача сводится к случаю консервативных систем путем включения времени t в число механических переменных. [c.257]

Все сказанное придает новый смысл функции S, определенной как произвольное частное решение уравнения Гамильтона — Якоби, Полный интеграл этого уравнения был интерпретирован с помощью абстрактных математических понятий он представлял собой производящую функцию определенного канонического преобразования. Однако S-функция в виде частного решения имеет гораздо более непосредственный физический смысл. Оптическим эквивалентом функции S является функция ф, определяющая время, необходимое свету для прохождения от одного волнового фронта до другого. Это время может быть определено с по- [c.311]

Подстановка этих величин в выражение (5.35а) дает Н = Е , это подтверждает тождество функции Гамильтона и полной энергии. В случае систем отдельных точек польза этого математического способа не ясна, но его можно применить для рассмотрения непрерывных сред. Отметим, что при этом новом подходе сопряженные переменные р и р потеряли всякий физический смысл. [c.70]

Замечание 3. Выбор величин входящих в характеристическую функцию Гамильтона, в качестве новых импульсов является в некоторой степени произвольным. Постоянные o i, 2,..., Oin-i имеют, вообще говоря, определенного физического смысла, а просто представляют собой набор постоянных, появляющихся в процессе нахождения полного интеграла уравнения Гамильтона-Якоби. [c.362]

С помощью уравнений (6.103) можно найти физический смысл р. Функция Гамильтона —Якоби определяется согласно (6.137), (6.139), (6.140) и (6.145). Заметим попутно, что теперь уже S , например, содержит два а, так же как н 5з. Из (6.143) видно, что Е содержит только aj, так что величины Рг и Рз являются интегралами движения. Для Рз мы найдем [c.161]

Физический смысл различия между плотностью действия в исходных выражениях (8), (9) и функцией Лагранжа как плотностью действия по Гамильтону состоит в следующем разные знаки соответствуют противоположным тенденциям влияния движения на изменение действия отброшенные слагаемые, степень малости которых выше, чем /( , отражают эффекты, игнорируемые в классической механике наличие постоянного слагаемого представляет интерес в проблеме квантования и применения принципов в задачах на равновесие. [c.59]

Выясним структуру и физический смысл этого первого интеграла. Для этого вначале установим структуру функции Гамильтона. [c.279]

Движение системы 8ы в статистической механике считается известным, если для любого / известна функция (ы(р, Я, О- Физический смысл такого определения установлен дальнейшими определениями, теоремами и гипотезами. Дадим формальное сопоставление аналитической и статистической механики в виде табл. 1 (в обоих случаях предполагается, что задана одна и та же функция Гамильтона). [c.16]

Если наложенные на систему связи стационарны, то функция Гамильтона Н получает простой физический смысл. В этом случае Я представляет собой полную механическую энергию системы. В самом деле, при стационарных связях кинетическая энергия системы является однородной квадратической функцией обобщенных скоростей следовательно, на основании теоремы Эйлера об однородных функциях имеем [c.514]

Если, с другой стороны, Im -< О, то значения Е должны двигаться через разрез для функции Е — — уН ) , который проходит по области непрерывного спектра . На соответствующем втором листе римановой поверхности полюсы аналитически продолженной резольвенты, или собственные значения а ( ) оператора К, не имеют смысла связанных состояний гамильтониана Но + уН. Вместо этого, как будет подробно показано в гл. 16, 5, такие полюсы на втором листе (если они лежат достаточно близко к действительной оси) приводят к появлению резонансов при рассеянии. Следовательно, физический смысл того, что значение ( ) проходит вблизи единицы, или пересекает окружность единичного радиуса, и при этом имеет малую мнимую часть, состоит в появлении резонансов. Конечно, резонансы будут появляться всякий раз, когда а (0) почти равно единице, а точка а ( ) при возрастании энергии продолжает смещаться вправо. [c.227]

Вывод формулы Кубо (10.113) можно найти в оригинальных работах или учебниках. Ее физический смысл состоит в том, что данная формула служит выражением флуктуационно-диссипативной теоремы. Линейный отклик на приложение внешней силы — ток, вызываемый переменным электрическим полем,— пропорционален временной корреляционной функции внутренних флуктуаций системы, вычисленной в условиях термодинамического равновесия в отсутствие влияния подобных внешних сил. Гамильтонов оператор в формулах (10.114) и (10.115) есть, следовательно, полный гамильтониан системы в отсутствие какого-либо налагаемого извне электромагнитного поля. [c.506]

Чтобы закончить это краткое предварительное рассмотрение, заметим еще, что принятая нами концепция разложения системы на компоненты приводит, как это неоднократно отмечалось, к своеобразному методологическому парадоксу. Как мы указывали уже в самом начале главы I, при всей общности и отвлеченности предпосылок статистической механики построение этого учения все же неизменно предполагает, что составляющие материю частицы находятся в состоянии интенсивного взаимодействия, которое прежде всего мыслится как взаимодействие энергетическое, т. е. как передача энергии от одной частицы к другой (например, посредством столкновений) как мы более подробно увидим далее, именно на возможности такого обмена энергетическими ресурсами между частицами вещества статистическая механика и основывает свой метод. Между тем, принимая частицы, составляющие данную физическую систему, за компоненты ее в определенном нами смысле, мы тем самым исключаем возможность какого бы то ни было энергетического взаимодействия между ними. В самом деле, если функция Гамильтона, выражающая энергию нашей системы, является суммой таких функций, каждая из которых зависит от динамических координат только одной частицы (и служит гамильтоновой функцией этой частицы), то, очевидно, и вся система уравнений (1) распадается на системы, каждая из которых описывает движение одной какой-нибудь частицы и никак не связана с прочими частицами поэтому энергия каждой частицы, выражаемая ее гамильтоновой функцией, служит интегралом уравнений движения и, следовательно, не может подвергаться никаким изменениям. [c.31]

В приведённую выше схему (в несколько более сложном варианте для физико-математических моделей, когда речь идёт как о физических свойствах, так и об их математическом описании) укладывается и развитие отдельных понятий. Уточнение смысла основных применяемых понятий дано в заметках первой главы работы. Дано обобщение понятия материальной точки (заметка 1), рассмотрены понятия скорости и ускорения (заметка 2), обсуждается соотношение виртуальных перемещений и вариаций, используемых в дифференциальных и интегральных принципах (заметка 3). Закон Ньютона о действии и противодействии получен как следствие принципа равновесия Даламбера и второго закона Ньютона. Прослеживается логическая цепь, соединяющая принцип равновесия Даламбера с уравнениями даламберова равновесия , использующими понятие о силе инерции. Предложено описание взаимодействия в форме интегрального равенства (заметка 4). Обсуждаются аналоги теоремы об изменении кинетической энергии для реономных систем и место функции Гамильтона в уравнении энергии [c.12]

На возможное возражение, что группа сама по себе является априорным понятием, можно указать, что понятие группы является результатом абстрагирования от различных подвижных инструментов циркуль, линейка и т. д., являющихся орудием геометрического исследования ). Напомним, что уже в геометрии Евклида неявно предполагалось, что все геометрические построения следует проводить с помощью только циркуля и линейки. Смысл этого требования становится ясен только с точки зрения программы Клейна. Геометрические свойства тел выражаются, таким образом, в терминах инвариантов группы и допускают изоморфную подстановку элементов пространства, в котором реализуется группа, и, следовательно, совершенно не зависят от самих геометрических объектов. Укажем, например, на реализацию геометрии Лобачевского на плоскости, предложенную А. Пуанкаре. Приведенный пример указывает на большую методологическую ценность программы Клейна. Аналогичный подход возможен также и в физике, где различные законы сохранения интерпретируются как свойства симметрии относительно различных групп. Основными группами современной физики являются группа Лоренца, заданная в пространстве Минковского, и группа непрерывных преобразований, заданная в криволинейном пространстве общей теории относительности, коэффициенты метрической формы которого определяют поле гравитации. В релятивистской квантовой механике мы переходим от группы Лоренца к ее представлениям, определяющим преобразования волновых функций. Как было показано П. Дираком, два числа I и 5, задающих неприводимое представление группы Лоренца, можно интерпретировать как константы движения угловой момент и внутренний момент частицы (спин). Иначе говоря, операторы, соответствующие этим инвариантам, перестановочны с гамильтонианом (квантовые скобки Пуассона от гамильтониана и этих операторов равны нулю). Числа, обладающие этими свойствами, называются квантовыми числами. В работах Э. Нетер дается общий алгоритм, позволяющий найти полную систему инвариантов любой физической теории, формулируемой в терминах лагранжева или гамильтонова формализмов. В основу алгоритма положена указанная выше связь между инвариантами группы Ли и константами движения уравнений Гамильтона или Лагранжа. В качестве простейшего примера рассмотрим вывод закона сохранения углового момента механической системы, заданной лагранжианом Г(х, X, (). Вводим непрерывную группу вращения, заданную системой инфи- [c.912]

Благодаря своей простоте квантовые решеточные системы оказываются ценными и в неравновесной статистической механике. Рассматривая предельно простой случай обобш,енной модели Изинга (в смысле, указанном в начале данного пункта), Радин [309] проанализировал поведение во времени величины R) для широкого класса начальных условий и локальных наблюдаемых. Можно показать, что в этом случае эволюция во времени не действует G-абелевым способом. Для физических приложений более важно другое обстоятельство оказывается возможным придать точную математическую форму традиционно принимаемому положению о том, что скорость приближения к равновесию в термодинамическом пределе должна быть связана со степенью непрерывности спектра эффективного гамильтониана. Подчеркнем, что здесь речь идет об эволюции во времени локальной наблюдаемой, погруженной в бесконечную систему, а поэтому гамильтониан, о котором мы говорим, совпадает с тем, который локально реализует эволюцию во времени бесконечной системы. Как оператор этот гамильтониан зависит от гильбертова пространства, на котором он действует в конструкции ГНС, и поэтому степень непрерывности его спектра зависит от представления. Коль скоро начальное состояние фо выбрано, степень непрерывности спектра гамильтониана можно связать с зависимостью функции е ( со — со )=бшш от пространственных переменных. Следует иметь в виду также, что метод Радина допускает обобш,ение на взаимодействия более широкого типа, чем описанная выше простая модель Изинга. [c.388]

Однако при рассмотрении полностью равновесных систем мы нашли в гл. 1 возможность описывать их микроскопические состояния (в форме смешанных квантовомеханйческих состояний) с помощью гиббсовской функции распределения го = , которая вообще не содержит никакой информации об этих переходах. Мы знаем, что переходы п п, динамическая причина которых 6Н не учтена в определяющем рассматриваемую систему гамильтониане Я, существуют обязательно, так как именно ойи все время (в рамках квазистатической в термодинамическом понимании теории) поддерживают гиббсовскую структуру смешанного состояния. В кинетической части курса (см. том 3) мы более подробно обсудим этот вопрос, а сейчас только заметим, что при стремлении системы к равновесному состоянию роль этих переходов в формировании такого состояния, несмотря на присутствие 6Н (т. е. генератора этих переходов), постепенно сходит на нет. В предельном случае статистического равновесия этих переходов как будто нет совсем, т.е. система чистых состояний п, описываемых собственными функциями оператора Гамильтона, = Еп фп, образует в этом смысле идеальную систему. (Напомним только, что в большинстве физически интересных случаев эти состояния, к сожалению, нам точно не известны.) Так как распределение через нормировочную сумму 2 (или через свободную энергию — -в1п2) определяет всю термодинамику системы, то присутствие этих релаксационных процессов вообще не отразится и на макроскопических характеристиках равновесной системы. [c.137]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...