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4-3連続体の解析力学
- 連続体の解析力学 ひもに解析力学が使えるか。 前回と同じモデル 前回はニュートンの運動方程式からひもの運動を論じた。 では、ラグランジアンを使った形式でひもの運動を論じる事が出来るか、というのが今回のテーマである。 まずは前回と同様、ひもは質点の集まりだというモデルから始めよう。 ラグランジアン L は L = ...
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全体公開 2007/12/26- 閲覧 (2,706)
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3-7ネーターの定理
- ネーターの定理 気になってはいたけど、まとめるのが面倒だったんだよなぁ。 定理の概要 物理的な対象に何らかの対称性が認められるとき、それに対応して何らかの保存量の存在が導かれる。 これが有名な「ネーターの定理」の意味するところだ。 例えば、有名な運動量保存則というものがある。 この法則が、実は空間の並進対称性から...
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- 全体公開 2007/12/26
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3-5ハミルトン形式にも使える
- ハミルトン形式にも使える 当然のことなんだけどね。 正準変換の準備 ここまで、変分原理からラグランジュ方程式を導けることを見てきたわけだが、それだけではなく、同じ原理からハミルトンの正準方程式を導くことも出来ることを示そう。 これは大して本質的な話ではないので説明を省いてしまおうかとも思ったくらいなのだが、こういう...
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- 全体公開 2007/12/26
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3-3最小作用の原理
- 最小作用の原理 ラグランジアンって・・・。 変分原理 前回の話を分析してみよう。 我々は質点が転がり落ちる時間 t を最短にするようなコース f (x) を求めたかった。 その時間 t を と表した場合、t が最小になるための条件は という方程式が成り立つことだった。 ここで大切なのは、この条件を求める上で...
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- 全体公開 2007/12/26
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3-2ベルヌーイの問題提起
- ベルヌーイの問題提起 ニュートンは大天才だよ。 最速降下線問題 1696年、ベルヌーイが次のような問題を提起した。 「質点がある点 A からスタートして滑らかな斜面を転がり落ちるとき、最短時間で別の点 B まで辿り着くには斜面をどのような形にしたら良いだろうか。」 というものである。 この問題は「最速降下線問...
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- 全体公開 2007/12/26
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3-1物理法則の形式
- 物理法則の形式 変分原理のための前書き 物理学の法則は幾つかの形式に分類される。 一つは「微分形式」と呼ばれるものであり、ある瞬間の状態からスタートして微小な時間経過の後に状態がどのように変化するかを記述するやり方である。 あるいは、ある一点の状態から微小な距離だけ離れたところでは状態がどのように変化するか、とい...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-7ポアッソン括弧式
- ポアッソン括弧式 量子力学でこれを応用する 括弧式の導入 ハミルトニアンを使う利点がどういうところにあるかという部分を説明するために、ちょっと便利な表現を導入することにしよう。 まず、ある物理量 X が位置 と運動量 と時間 t の関数となっているとする。 これを時間 t で微分してやることを考える。 位置や...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-5ルジャンドル変換
- ルジャンドル変換 熱力学でも同じ手法を良く使う 文句 まず文句を言わせてくれ。 多くの解析力学の教科書では「ルジャンドル変換」の説明が少なすぎる。 ひどい場合、「このラグランジュ形式からハミルトン形式への変換をルジャンドル変換と呼ぶ」という一言で終わっている。 確かにそこでルジャンドル変換を使ったかも知れないが、...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-4抽象化への準備
- 抽象化への準備 大きな理念の前には小さな常識などたやすく覆るのだ。 とにかく一般化する ラグランジュ形式を使えば、デカルト座標をだろうが、極座標だろうが、他のどんな座標系であろうが、方程式の形が変わらないことを説明した。 つまり、もう特定の座標系にこだわって議論する必要はないのである。 そこで今後は x とか y ...
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- 全体公開 2007/12/26
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