拉格朗日量的意义
胡 良
摘要,拉格朗日量(拉氏量)具有对称性。每一个连续对称性,都可构造一个守恒量;守恒量是可观测的物理量(整个物理系统演化过程中保持不变)。
关键词,拉格朗日量,能量,内能,压强,温度
作者,总工,高工,研究生(全日制),深圳专家委员会
拉格朗日量(拉氏量)具有对称性。每一个连续对称性,都可构造一个守恒量;守恒量是可观测的物理量(整个物理系统演化过程中保持不变)。能量守恒就是时间平移对称性的结果;这意味着,拉格朗日量(拉氏量)具有时间平移不变性;拉格朗日量(拉氏量)本身不显含时间。
也就是说,如果该孤立量子体系所处的背景空间不随时间改变,则该孤立量子体系的总能量(内能)将不随时间改变。
显然,孤立量子体系的拉格朗日量(拉氏量)就是该孤立量子体系的总能量(内能)。
等效原理只对一个小质量物体围绕另一个大质量物体运动时,才近似正确。例如,一个小铁球从天上掉下地球。
自由电荷在导体内的流动就形成电流,类似于水在水管中流动。当导体内部存在电势差(电压,类似于水压)时,电荷就会被迫移动,从而形成电流。电流强度(电流)等价于导体g表面积分布的电荷量。从微观的角度来看,电流的内涵是电子气(由自由电荷组成)在导体中流动(相当于水流在水管中流动)。
夸克(层子)是基本粒子组成部分,夸克不可能直接被观测到(或是被分离出来),仅仅只能够在强子(质子,中子)内部找到夸克。强子(质子,中子)可相互结合成更大的粒子。
库仑定律是定量规律;在真空中,两个静止的点电荷Q1及Q2之间的相互作用力的大小与Q1、Q2的乘积成正比,而与它们之间的距离r的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线。此外,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。值得注意的是,库仑定律成立的条件:真空中,静止的点电荷。
信号速度是孤立量子体系的内禀属性,与参考系无关;体现为洛伦兹变换。相对速度与参考系有关,体现为伽利略变换。信号速度与相对速度属于两个完全不同的理论体系。
光谱(光学频谱)是复色光通过色散系统(例如,光栅,棱镜等)进行分光之后,依据光的波长(或频率)大小及强度,按顺序排列而构成的图谱。
对于氢气发光的光谱来说,具有如下特点:不连续(由一些亮线组成),不同颜色(每种颜色对应一种波长),不等距(相邻两种光的波长间距并不相同)。
弦论的核心逻辑是,宇宙最基本的组成单元是一维的弦。对于底层逻辑来说,各种力(强力、电磁力、弱力及引力),粒子,相互作用,各种物理现象等,都应该由同一个理论表达。
假如,两个相互靠近的导体之间夹一层不导电的绝缘介质,就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就能够储存电荷。
电容器的电容量在数值取决于,第一,一个导电极板上的电荷量(Q);第二,两个极板之间的电压(U);第三,两个极板之间的距离(d);第四,极板的面积(S)。第五,电容的量纲,>[L^(-3)T^(3)]<。
对于原子来说,电子与原子核的联系有三种。
第一种情况,电子(基态电子)直接与原子核接触,类似于人在地球上走路。
第二种情况,电子(电子吸收了光子,增加了能量)围绕原子核运行,类似于人坐飞机围绕地球运行。
第三种情况,电子(电子吸收更多高能量光子)离开原子核,类似于人坐宇宙飞船离开地球运行。
总之,电子具有波粒二象性,也就是说,电子是由电荷及相应的电通量(场属性)组成的。
电荷具有刚性,原子核也具有刚性,所以电子不会进入原子核内。电子具有场,所以电子总是在运动。
已有的物理学都是实验的科学。而量子三维常数理论(真正的大统一理论)才让物理学成为真正的科学。
拉莫尔进动是指电子,原子核及原子的磁矩在外部磁场作用下的进动。外部磁场对磁矩施加了一个力矩。
抗磁性是指一种弱磁性;对于组成物质的原子中,运动的电子在磁场中受电磁感应而表现出的属性。
量子力学的量子化是将经典场论中的场转换成量子算符。正则量子化是指场论的正则量子化类比于从经典力学的衍生出量子力学。正则量子化可应用于任何场论的量子化(不管是费米子或玻色子)及任何内部对称。路径积分量子化取对于作用量的泛函变分的极值为容许的组态。通过路径积分表达的方法,可根据系统的作用量,推出对应于经典系统的量子力学表达。根据量子三维常数理论,物质是量子化的。
广义相对论是表达物质之间引力相互作用的理论。根据广义相对论,引力是时空弯曲的几何效应。在广义相对论中,一个爱因斯坦场方程,另一个是测地线方程(运动方程)。
超导是指某些物质在一定温度条件下(较低温度)电阻降为零的属性。在超导状态时,超导体内的磁感应强度为零。超导体在一定的低温条件下,其直流电阻率突然消失就称为零电阻效应。
如果,粒子向前运动,背景空间将会提供了一个与该粒子运动方向相反的力,体现为耗散力。
涨落(耗散)体现为粒子之间的相互作用。
对于物理学来说,量纲是最重要,最重要,最重要的。通过量纲分析,就能定性知道,某个理论是否正确。
对于一个孤立量子体系(属于保守力系统)来说,该孤立量子体系具有内禀的能量(E,内能,拉格朗日量,L)。
因此,该孤立量子体系在同一个做功过程中,保守力所做的功(W),既等于动能(Ek)变化量,也等于势能变化量的负值(-U);这是做功(W)及能量属性的不同决定的;功(W)与外界(背景空间)有关,能量(动能及势能)属于孤立量子体系内禀属性。
值得注意的是,拉格朗日量(拉氏量)具有对称性。每一个连续对称性,都可构造一个守恒量;守恒量是可观测的物理量(整个物理系统演化过程中保持不变)。能量守恒就是时间平移对称性的结果;这意味着,拉格朗日量(拉氏量)具有时间平移不变性;拉格朗日量(拉氏量)本身不显含时间。
也就是说,如果该孤立量子体系所处的背景空间不随时间改变,则该孤立量子体系的总能量(内能)将不随时间改变。
显然,孤立量子体系的拉格朗日量(拉氏量)就是该孤立量子体系的总能量(内能)。
换句话说,孤立量子体系的拉格朗量(L)就是该孤立量子体系的内能(内禀属性),也就该孤立量子体系的总能量(E)。
孤立量子体系对外界的压强(P),可表达为:
P=L/V ,其中,
P,压强,量纲,<[L^(2)T^(-3)]>;
L,拉格朗日量,量纲,<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<;
V,体积,量纲,>[L^(3)T^(0)]<。
该孤立量子体系的温度(T)与该孤立量子体系的动能(Ek)具有内在联系,可表达为:
T=Ek/V
,其中,
T,温度,量纲,<[L^(2)T^(-3)]>;
Ek,动能,量纲,<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<;
V,体积,量纲,>[L^(3)T^(0)]<。
相速度(相速)是指波的相速度(或相位速度)。相速度的内涵是指电磁波(光子)的恒定相位点的推进速度。换句话说,波的任一频率成分所具有的相位都将以此速度传递;因此,可挑选波的任一特定相位来观察(例如,波峰,波谷),则此处将会以相速度前行。
群速度是指许多不同频率正弦电磁波的合成信号,在介质中传播的速度。不同频率正弦波的振幅及相位不同;在色散介质中,相速不同;因此,在不同的空间位置上的合成信号形状会发生变化。群速是包络波上任一恒定相位点的推进速度,是一个代表能量的传播速度。
量子色动力学是一种强相互作用的规范理论,表达组成强作用粒子(强子)的夸克和与色量子数相联系的规范场的相互作用,可统一地描述强子的结构和它们之间的强相互作用。
一个更高效的物理学理论(真正的大统一理论),即,量子三维常数理论;可惜很多人都不愿意学习。因为,觉得学习新理论较麻烦,而现有的理论似乎也能用;体现为强烈的路径依赖。这也是创新理论很难推广的原因。其实,真理是简约的,并不难学。
物理学将一个存在又不存在的点就称为奇点,空间及时间具有无限曲率的一点(空间及时间在该处完结)。不确定性原理是指:不可能同时确定一个基本粒子的位置及动量(时间及能量、角度及角动量等)。粒子位置及动量的乘积必然大于(或等于)普朗克常数。该原理表明:一个微观粒子的物理量(位置及动量,方位角及动量矩,时间及能量等),不可能同时具有确定的数值
波函数与场是完全不同的概念。
导线是由自由电子气(由自由电子组成)及相应的骨架材料组成的;自由电子气(由自由电子组成)及相应的骨架材料构成的导线。电流(电流强度)是电子气(由自由电子组成)的属性。电阻是导线骨架材料的属性。电压是背景空间的属性,体现为由外界施加压力(力)给导线中的电子气。
电流是指在一定的电压之下,电子气(由自由电子组成)通过导线的电流强度,可表达为:
I=Q/S=U/R
I,电流(电流强度),量纲,<[L^(1)T^(-1)]>;
Q,电荷,量纲,<[-L^(3)T^(-1)]>;
S,表面积,量纲,>[L^(2)T^(0)]<;
U,电压,量纲,<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<;
R电阻,量纲,>[L^(3)T^(-2)]<。
电阻是导线的属性,体现为在单位时间内可通过的电荷量。可表达为:
R=Q/t=U/I
R,电阻(导线的内禀属性),量纲,>[L^(3)T^(-2)]<。
Q电荷,量纲,<[-L^(3)T^(-1)]>;
t,时间,量纲,>[L^(0)T^(1)]<;
U,电压(外界施加的力),量纲,<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<;
I,电流(电子气的流动强度),量纲,<[L^(1)T^(-1)]>,与参考系无关
值得一提的是,电流(电流强度)的量纲与速度的量纲是不相同的。
速度的量纲是,>[L^(1)T^(-1)]<,与参考系有关。
孤立量子体系的内禀属性与参考系无关;例如,电阻与参考系无关,电流也与参考系无关。而速度与参考系有关。
输水系统是由水(由分子组成)及相应的水管组成的;水(由分子组成)及相应水管构成的输水系统。水强(水流强度)是水(由水分子组成)的属性。水阻是水管的属性。水压是背景空间的属性,体现为由外界施加压力(力)给水管中的水。显然,电流(电流强度)类似于水流强度。