Математические основы теоретической физики. Серов В.В. - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

12
На расстоянии, равном длине волны в среде
/ n
λ
λ
=
происходит отставание на фазу
2
π
, следовательно для фазы можно записать
2
1
2
()nr ds
π
δ
λ
=
r
Принцип Ферма можно переформулировать как принцип минимума фазы.
Аналогичным образом в механике в качестве фазы можно ввести величину
2
0
1
()Sprds=
rr r
называемую укороченным действием, где
ds
r
- вектор элемента пути, направленный вдоль
перемещения,
p
r
- импульс. Частица всегда движется по траектории, для которой
укороченное действие минимально. Но укороченного действия явно недостаточно для
того, чтобы полностью описать механическую систему, во первых потому, что это
понятие неприменимо к незамкнутым системам, на которые действует зависящее от
времени внешнее воздействие, а во вторых, из принципа наименьшего укороченного
действия можно найти траекторию, т.е. зависимость координат друг от друга, но
невозможно определить закон движения, т.е. зависимость координат от времени.
Поэтому вводится величина
2
1
(,,)
t
t
SLrvtdt=
rr
называемая действием. Коэффициент
L
называется функцией Лагранжа.
Реальная траектория из всех возможных траекторий перехода из 1 в 2 выделяется тем, что
для нее действие минимальноэто называется принцип Гамильтона.
Из принципа наименьшего действия следуют уравнения Лагранжа. Выведем их для
одномерного случая. Из принципа наименьшего действия следует, что для реальной
траектории
0S
δ
=
Здесь
δ
обозначает вариацию(не путать с фазой!!!), это похоже на дифференциал, но с
дополнительными ограничениями на изменение(вариацию) переменных, и
подразумевается, что мы слегка меняем траекторию