开普勒问题的运动轨道,其形状与取向,可以用 LRL 矢量决定

来源: marketreflections 2010-10-21 12:21:29 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (15242 bytes)
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拉普拉斯-龙格-楞次矢量
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在经典力学里,拉普拉斯-龙格-楞次矢量(简写为 LRL 矢量)主要是用来描述,当一个物体环绕着另外一个物体运动时,轨道的形状与取向。典型的例子是行星的环绕着太阳公转。在一个物理系统里,假若两个物体以万有引力相互作用,则 LRL 矢量必定是一个运动常数,不管在轨道的任何位置,计算出来的 LRL 矢量都一样[1] ;也就是说, LRL 矢量是一个保守量。更广义地,在开普勒问题里,由于两个物体以有心力相互作用,而有心力遵守反平方定律,所以,LRL 矢量是一个保守量[2]。

氢原子是由两个带电粒子构成的。这两个带电粒子以遵守库仑定律的静电力互相作用.静电力是一个标准的反平方有心力。所以,氢原子内部的微观运动是一个开普勒问题。在量子力学的发展初期,薛定谔还在思索他的薛定谔方程的时候,沃尔夫冈·泡利使用 LRL 矢量,关键性地导引出氢原子的发射光谱[3]。这结果给予物理学家很大的信心,量子力学理论是正确的。

在经典力学与量子力学里,因为物理系统的某一种对称性,会产生一个或多个对应的保守值。 LRL 矢量也不例外。可是,它相对应的对称性很特别;在数学里,开普勒问题等价于 一个粒子自由地移动于 四维空间的三维球面[4];所以,整个问题涉及四维空间的某种旋转对称[5]。

拉普拉斯-龙格-楞次矢量是因皮埃尔-西蒙·拉普拉斯,卡尔·龙格,与威尔汉·楞次而命名。它又称为拉普拉斯矢量,龙格-楞次矢量,或楞次矢量。有趣的是,LRL 矢量并不是这三位先生发现的!这矢量曾经被重复地发现过好几次[6]。它等价于天体力学中无量纲的离心率矢量[7]。发展至今,在物理学里,有许多各种各样的 LRL 矢量的推广定义;牵涉到狭义相对论,或电磁场,甚至于不同类型的有心力。

所有跟帖: 

一个不受外力或外界场作用的质点系,其质点之间相互作用的内力服从牛顿第三定律,因而质点系的内力对任一点的主矩为零,从而导出质点系的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (6600 bytes) () 10/21/2010 postreply 16:57:11

粒子从静止或匀速直线运动的初始条件开始,这一系统内就不会产生力的有旋分量 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (311 bytes) () 10/22/2010 postreply 12:52:38

与物理时空对应的就是量器或度量标准,而与逻辑时空对应的则是如何确定时间空间量度的规则 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1010 bytes) () 10/22/2010 postreply 14:41:23

牛顿理论中时间与空间的分离,对物质运动过程的瞬时观察和描述 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (192 bytes) () 10/22/2010 postreply 14:45:29

欧拉所引入的复数:在实数集中,所有波动的问题时间和空间是不能分离的,这将给数学分析带来困难,而复域中所有波函数时间和空间是分离的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (787 bytes) () 10/22/2010 postreply 14:52:36

如果只考虑有旋力,即在牛顿理论的框架内,就会推导出热力学第二定律和出现宇宙热寂说。只要物理系统中一加入旋量场 (或涡量场) ,所 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (156 bytes) () 10/22/2010 postreply 14:58:47

引力场只是实体物质的背景场,它与实体物质保持瞬时的互动关系。 从牛顿理论的超距作用和爱因斯坦把引力场作为空间来处理都为了保持瞬时 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (15270 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:06:46

引力场,或者所有其它的场,相互之间只有线性叠加,而不会发生相互作用,所以说每一个引力场都存在与整个宇宙也不会再对物质的存在形式产 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (138 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:08:14

当我们考虑实际的宏观物质时,只要求这种宏观物质是电中性的,允许物质的形状和质量可以有线性范围内的变化,既允许在小的时间间隔内发生 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (14895 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:13:13

有了极性才能产生散度以外的力。也就是说有了极性才使外积与某种物理存在产生确定的对应关系。当然这种外积是指三维物理空间上的外积,任 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (190 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:21:44

背景场时表示实物存在本身的一种外延性质,它当然也是可以随实物一起运动的,但是其形状是不随时间而变化的,所以波方程中时间微分项为零 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1352 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:27:04

光没有加速度,所以惯性质量自然没有物理内容 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (78 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:32:36

电子没有中性物质的那种引力质量,而被电磁力的质量所代替,电磁力有无旋的和有旋的两种力,电子运动既有定向运动又有旋涡运动 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (528 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:50:37

加速度相对于社会,人因此才有感觉,社会动物,相对论 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (42 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:35:06

在爱因斯坦时代把它看成时间和空间的四维几何是完全可以理解的,由于那个时代还没有对于偏微分方程的一般数学理论,如线性微分算子、线性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (298 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:39:30

对空间(流形)微分写相互作用场 在流体力学中我们已经看到了力学家怎样通过微团模型在流体中造出微观和宏观的两重空间,实际上它的微观 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (276 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:44:28

牛顿关于质量或惯性的假设,麦克斯韦关于位移电流的假设,爱因斯坦的光速不变性和相对性原理的假设都是一样 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (139 bytes) () 10/22/2010 postreply 15:55:13

气缸中与飞机相作用的燃烧后的粒子的质量。这种燃烧过程中产生的粒子显然可以出现两种不同的运动状态:一种是与牛顿力 (这里是指瞬时作 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1028 bytes) () 10/22/2010 postreply 16:04:20

柏拉图以及与它他同时代的希腊人有它们自己的对于“匀速和规则运动的看法。既然匀速圆周运动被认为是所有运动中最完美、最对称的运动,所 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (242 bytes) () 10/22/2010 postreply 16:14:49

开普勒三定律,时间,常数,本证运动 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (926 bytes) () 10/22/2010 postreply 16:18:54

在一般的初始条件下是得不到稳定解的 (图) -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (21063 bytes) () 10/22/2010 postreply 19:29:02

矢量波函数空间中的物理量在空间是连续的,而它在欧氏空间的特定的点上的值不满足任何的守恒规律,不代表任何真实的物理量。 也许有人会 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (12370 bytes) () 10/22/2010 postreply 19:55:55

其实我们现在也应该知道所谓瞬时的测量实际上也只是某一时间段测量的平均 (或某种自然的加权平均 ),人的眼睛和大脑实际上就在不断地 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (276 bytes) () 10/22/2010 postreply 19:59:51

http://whengeniusprevailed.com/ must read there wasn’t much for -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (87 bytes) () 10/23/2010 postreply 07:49:52

如果某个对称性可以从一点到另一点任意的定义,它是一个局域规范对称性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (14831 bytes) () 10/23/2010 postreply 08:39:59

去垂直与E的人一直线l以及l上的任意一点p,那么此时在l上(在E的另一侧)就存在一点p′(且只存在一点p′)与E有同样的距离。仅 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (7677 bytes) () 10/23/2010 postreply 09:29:40

相位因子 微分对运动界面变化的揭示 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (14078 bytes) () 10/23/2010 postreply 10:21:07

任何一个系统只要存在不可控的干扰,那么这个系统都是趋于发散而最终不稳定的,这一点,无论暂态的平衡性,因为暂态可能是小范围的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (643 bytes) () 10/23/2010 postreply 16:29:38

"双侧对称性自同构纤维" -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3607 bytes) () 10/23/2010 postreply 10:36:23

电势和磁矢量势共同形成一个四维矢量 google 矢量势梯度 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4006 bytes) () 10/23/2010 postreply 08:45:03

"矢势梯度",电磁化,等离子突破,正反馈,指数化 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (99 bytes) () 10/23/2010 postreply 10:04:42

绝对速度正是相对论所必须回避的,因为这曾被看作正是相对论必须对牛顿理论进行改革的出发点。所以爱因斯坦把引力场不再看成是物理量,而 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (306 bytes) () 10/22/2010 postreply 12:58:16

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