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443708933

木虫 (著名写手)

[求助] 作用量原理的两个问题

作用量原理的两个问题
费曼写的作用量个路径积分里的两个小问题。第一个问题,我直接从拉格朗日方程入手,对最小L积分,然后取x=xa,但是想想,既然xa可以,xb不就也可以。所以想法不对,提示说从2-6出发。第二个问题的提示没看懂是什么意思,恳请理解的同学指点。
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walk1997

金虫 (著名写手)

参考下 朗道 力学一书 第43节
有比较详细的推导说明
把物理路径的作用量看做是端点(x,t)的函数,给出的就是上面2式关系
同样 这两式合在一块 即是哈密顿-雅可比方程......
2楼2013-06-15 18:43:53
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nagami

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
443708933: 金币+8, ★★★很有帮助 2013-06-17 09:33:35
443708933: 金币+2, ★★★★★最佳答案 2013-06-17 09:34:07
华丽的飘过: 金币+8, 3q 2013-06-23 01:49:23
记号看不懂,建议楼主下次把记号说明附带上去。为此特地去下了本费曼的书,幸好楼主给出书名。不过是中文的,Y的,中文版公式2-13还打印错的,顿时蛋碎一地。
我是这么推到的。同时还有些问题。
首先几个概念,(楼主应该把这几个概念打出来的,不然看不懂啊)
(1)x(t)满足x(ta)=xa;x(tb)=xb;
(2)作用量S(t,x,x'),Scl是x满足Lagrange方程对应的S值,此时S(ta,tb,xa,xb)=L(ta,tb,xa,xb,t)在ta到tb上的积分;

第一问:(2-11)从右到左推到
注意到S(ta,tb,xa,xb)和S(t,x,x')的关系,x是体分布的,xa是端点分布。detla(x)【代表x的变分】和d(xa)【代表x的微分】是从属关系,因此依据提示利用(2-6)S的一阶变分式。
以xa为变量为例:S(ta,tb,xa,xb)应应该包含(2-6)的2项,第一项是关于d(xa)的线性项,系数就是我们要求的;第一项是关于detla(x)的线性积分式,次项是d(xa)的“高阶无穷小”,注意到x满足Lagrange方程,x的微小扰动对于方程也是微小的。因此求偏微分就是所求的结果。

第二问:(2-13)从右到左推到,关键在第二部分,使用带变量的积分式的求导公式。
注意到S(ta,tb,xa,xb)和L(ta,tb,xa,xb,t)(注意含有时间t)的关系,对S(ta,tb,xa,xb)关于tb求导分为两部分;
第一部分,关于积分域求导,即L(ta,tb,xa,xb,t),当t=tb的值。应该就是L(xb);
第二部分,注意到tb与x(t)中的t的地位恒同。为什么?求极值曲线时,我们其实再求解两点边值问题,然后你懂的。因此第二部分又包含两部分,
integral {(DL/Dx)*  detla(x‘)  +  (DL/Dx’)*detla(x‘‘)},分部积分,就得到所要的结果。得注意下xb的导数其实就是d/dx {detla(x)}  在tb处的取值。

推到的时候会发现个问题,(朗道说过“物理中所谓的数学都是自欺欺人的”这句话吗??
经典Newton方程求解的是初值问题,给出坐标及速度,解的唯一性一般是抗抗的;
最小作用原理,给出两点边值问题,给出2个坐标;Y的,对于后则在数学上解可能不唯一,可能无解,可能有无穷个解。因此对应的Scl是不是不唯一了。
女靠衣装;男靠金装
3楼2013-06-15 22:22:53
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nagami

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by nagami at 2013-06-15 22:22:53
记号看不懂,建议楼主下次把记号说明附带上去。为此特地去下了本费曼的书,幸好楼主给出书名。不过是中文的,Y的,中文版公式2-13还打印错的,顿时蛋碎一地。
我是这么推到的。同时还有些问题。
首先几个概念,( ...

打了个电话,没注意审查,错误的记号一大堆
detla(x)=delta(x),d(xa)=【delta(x)|t=ta】;

【第一项是关于detla(x)的线性积分式,次项是d(xa)的“高阶无穷小”】应该是
【第二项是关于delta(x)的线性积分式,因为包含Lagrange方程,所以是delta(x)的“高阶无穷小”,因而对于d(xa)也是小的】

d/dx {detla(x)}应该改为d/dt {delta(x)}
integral 是ta到tb的定积分,DL/Dx是偏导数,
分布积分是关于delta(x‘‘)做的,delta(x‘)不动它,这样能再次得到Lagrange方程,然后再消去

最后,两点边值问题是对于x(ta)=xa;x(tb)=xb的Lagrange方程而言
女靠衣装;男靠金装
4楼2013-06-15 23:18:25
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443708933

木虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by walk1997 at 2013-06-15 18:43:53
参考下 朗道 力学一书 第43节
有比较详细的推导说明
把物理路径的作用量看做是端点(x,t)的函数,给出的就是上面2式关系
同样 这两式合在一块 即是哈密顿-雅可比方程......

的确朗道的书上写的很清楚,但是令delta q(t1)=0,delta q(t2)=delta q是不是有点主观,反过来的话,不就变负的了。p(xb)=-dS/dq(xb)
5楼2013-06-17 10:56:54
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walk1997

金虫 (著名写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by 443708933 at 2013-06-17 10:56:54
的确朗道的书上写的很清楚,但是令delta q(t1)=0,delta q(t2)=delta q是不是有点主观,反过来的话,不就变负的了。p(xb)=-dS/dq(xb)...

是变成负的
不是主观 而是为了简单 先考虑的情况是: 第一端点固定 第二个端点变化
--先讨论这一情况下的性质
第一个端点也变的话 就是4个变量 稍微复杂些
6楼2013-06-17 12:00:33
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nagami

木虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
华丽的飘过: 金币+10, 3q 2013-06-23 01:50:04
物理的世界真心不好懂,至少看到几楼的讨论Hamilton-Jacobian方程怎么出来,也是一大收获。我重新编辑了公式,但是不严谨
作用量原理的两个问题-1
1.jpg


作用量原理的两个问题-2
2.jpg

女靠衣装;男靠金装
7楼2013-06-17 15:39:17
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tortelee

新虫 (初入文坛)

变分过程,选择的路径是变的,但是端点不变。
作用量原理的两个问题-3
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8楼2016-07-12 17:01:36
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