哈密顿方程

摘要：什么是正则方程组？ 正则方程组就是：哈密顿力学实际上就是分析力学的另一种形式，它与拉格朗日力学实际上是等价的。拉格朗日量依靠广义坐标和广义速度来...

什么是正则方程组？

正则方程组就是：哈密顿力学实际上就是分析力学的另一种形式，它与拉格朗日力学实际上是等价的。

拉格朗日量依靠广义坐标和广义速度来描述，在拉格朗日力学中用拉格朗日方程来计算。但有的时候拉格朗日方程并不容易求解，所以哈密顿力学提供了一种另外的方法。

哈密顿量利用广义坐标和广义动量来描述，在哈密顿力学中可以通过哈密顿原理(或称为最小作用量原理)得到哈密顿方程(或称为正则方程)来计算力学系统

什么是薛定谔方程？

薛定谔方程（Schrdinger equation）是由奥地利物理学家薛定谔提出的量子力学中的一个基本方程，也是量子力学的一个基本假定，其正确性只能靠实验来检验。是将物质波的概念和波动方程相结合建立的二阶偏微分方程，可描述微观粒子的运动，每个微观系统都有一个相应的薛定谔方程式，通过解方程可得到波函数的具体形式以及对应的能量，从而了解微观系统的性质。 在量子力学中，体系的状态不能用理学量（例如x）的值来确定，而是要用力学量的函数Ψ（x,t），即波函数（又称概率福，态函数）来确定，因此波函数称为量子力学研究的主要对象。力学量取值的概率分布如何，这个分布随时间如何变化，这些问题都可以通过求解波函数的薛定谔方程得到解答。这个方程是奥地利物理学家薛定谔于1926年提出的，它是量子力学最基本的方程之一，在量子力学中的地位与牛顿方程在经典力学中的地位相当。 　　薛定谔方程是量子力学最基本的方程，亦是量子力学的一个基本假定，它的正确性只能靠实验来检验。 薛定谔方程 量子力学中求解粒子问题常归结为解薛定谔方程或定态薛定谔方程。薛定谔方程广泛地用于原子物理、核物理和固体物理，对于原子、分子、核、固体等一系列问题中求解的结果都与实际符合得很好。 　　薛定谔方程仅适用于速度不太大的非相对论粒子，其中也没有包含关于粒子自旋的描述。当计及相对论效应时，薛定谔方程由相对论量子力学方程所取代，其中自然包含了粒子的自旋。 　　.薛定谔提出的量子力学基本方程 。建立于 1926年。它是一个非相对论的波动方程。它反映了描述微观粒子的状态随时间变化的规律，它在量子力学中的地位相当于牛顿定律对于经典力学一样，是量子力学的基本假设之一。设描述微观粒子状态的波函数为Ψ（r，t），质量为m的微观粒子在势场V（r，t）中运动的薛定谔方程为。在给定初始条件和边界条件以及波函数所满足的单值、有限、连续的条件下，可解出波函数Ψ（r，t）。由此可计算粒子的分布概率和任何可能实验的平均值（期望值）。当势函数V不依赖于时间t时，粒子具有确定的能量，粒子的状态称为定态。定态时的波函数可写成式中Ψ（r）称为定态波函数，满足定态薛定谔方程，这一方程在数学上称为本征方程，式中E为本征值，是定态能量，Ψ（r）又称为属于本征值E的本征函数。 　　量子力学中求解粒子问题常归结为解薛定谔方程或定态薛定谔方程。薛定谔方程广泛地用于原子物理、核物理和固体物理，对于原子、分子、核、固体等一系列问题中求解的结果都与实际符合得很好。 　　薛定谔方程仅适用于速度不太大的非相对论粒子，其中也没有包含关于粒子自旋的描述。当计及相对论效应时，薛定谔方程由相对论量子力学方程所取代，其中自然包含了粒子的自旋。 薛定谔方程具体介绍 　　2 　　?? ?? ?? 　　-—— —— ψ(x,t)+V(x)ψ(x,t)=i??——ψ(x,t)=Hψ(x,t) 　　2 　　2m ??x ??x 　　其中H是哈密顿算符。 　　定态薛定谔方程： 　　?? 2 ?? 　　-—— [倒Δ] ψ(r,t)+V(r)ψ(r,t)=i??——ψ(x,t)=Hψ(x,t) 　　2m ??x 薛定谔方程的数学表达形式 　　 薛定谔波动方程数学形式 　　这是一个二阶线性偏微分方程，ψ(x，y，z)是待求函数，它是x,y,z三个变量的复数函数（就是说函数值不一定是实数，也可能是虚数）。式子最左边的倒三角是一个算符，意思是分别对ψ(x，y，z)的x,y,z坐标求偏导的平方和。 物理含义 　　这是一个描述一个粒子在三维势场中的定态薛定谔方程。所谓势场，就是粒子在其中会有势能的场，比如电场就是一个带电粒子的势场；所谓定态，就是假设波函数不随时间变化。其中，E是粒子本身的能量；U(x，y，z)是描述势场的函数，假设不随时间变化。薛定谔方程有一个很好的性质，就是时间和空间部分是相互分立的，求出定态波函数的空间部分后再乘上时间部分e^(-t*i*2π/h)以后就成了完整的波函数了。 薛定谔方程的解——波函数的性质 　　1.虽然任意给定的E都可以解出一个函数解，但只有满足一定条件的分立的一些E值才能给出有物理意义的波函数； 　　2.由于薛定谔方程是一个线性微分方程，所以任意几个解的线性组合还是薛定谔方程的解。

雅各比定理？

哈密顿－雅可比理论，具特定形式的一阶常微分方程组（运动方程组）与一个相应的偏微分方程的关系的理论。它来源于分析力学，对经典力学、理论物理、微分方程、微分几何都有重要的意义

变分学与哈密顿方程　n自由度力学系(q1，q2，…，qn)的拉格朗日函数l(q，蹐)＝T-U，其中T、U分别是力学系的动能和势能。哈密顿最小作用原理指出，力学系的运动q=γ(t)使作用 L(у)＝ 达到驻定值。由变分学知道，使 L(у)达到驻定值的 q=у( t)是欧拉－拉格朗日方程 　　　

雅可比式计算方法：分子分母都是一个二阶行列式，二阶行列式的计算是|ab||cd|＝ad-bc。雅可比行列式通常称为雅可比式，它是以n个n元函数的偏导数为元素的行列式。事实上，在函数都连续可微（即偏导数都连续）的前提之下，它就是函数组的微分形式下的系数矩阵（即雅可比矩阵）的行列式。

若因变量对自变量连续可微，而自变量对新变量连续可微，则因变量也对新变量连续可微。

在向量分析中，雅可比矩阵是函数的一阶偏导数以一定方式排列成的矩阵，其行列式称为雅可比行列式。 在代数几何中，代数曲线的雅可比行列式表示雅可比簇：伴随该曲线的一个代数群，曲线可以嵌入其中。 它们全部都以数学家卡尔·雅可比命名。