Sunday, January 26, 2014

相对论拉格朗日函数 自由粒子动能 Relativistic kinetic energy: K=(gamma-1)mc2,,这个式子可以在非相对论极限下吻合经典式

求教,粒子的相对论拉格朗日函数怎么求?


Collision of a moving proton into a proton at rest (relativity ...

www.physicsforums.com/showthread.php?t=402121 翻譯這個網頁
2010年5月9日 - 14 篇文章
K=6mc2 2. Relevant equations relativistic momentum: p=gamma(mv) Relativistic kinetic energy: K=(gamma-1)mc2 energy as a function of 

如题


  • 1楼
  • 2012-10-26 16:07

    哪位高手给个过程


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    • 2楼
    • 2012-10-26 17:02

      哪位大仙显个灵。


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      • 3楼
      • 2012-10-26 18:40

        帮忙啊


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        • 4楼
        • 2012-10-26 21:29

          对自由粒子应该还是等于动能吧,也就是mc^2(gama-1),这个式子可以在非相对论极限下吻合经典式。


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          • 5楼
          • 2012-10-26 21:41

            L=pv-E,用这个即可


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            • 6楼
            • 2012-10-26 22:16

              大神们请给我一个具体过程,我是新手。


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              • 7楼
              • 2012-10-27 13:39

                L=-mc∧2√(1-β∧2)-V,这个是书上给的,谁能给个过程?


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                • 8楼
                • 2012-10-27 14:03

                  回复 战胜神灵 :f=dp/dt,写成d/dt(mv)-f=0,m是动质量
                  用D/D表示求偏导,拉格朗日运动方程d/dt(DL/Dv)-DL/Dr=0,,
                  两式一对比,f就是DL/Dr(或者差个符号,我就不追求那么准确了),DL/Dv=mv,,
                  所以L的全微分dL=DL/Dr*dr+DL/Dv*dv=fdr+mvdv,
                  两边积分,就能得到L的那个形式了吧,,


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                  • 9楼
                  • 2012-10-27 14:25
                    • 战胜神灵: L是t的函数吧,全微分为什么没有t的项,为什么先微分在积分,后边的积分怎么求,我是新手,给写个详细过程,拍个片传上来吧。
                      2012-10-27 15:16回复
                    • feng1734: 回复 战胜神灵 :L如果显含t的话该怎么推我还没考虑过呢,,,, 后边的积分啥的就是数学上的内容,我微分方程不太好,写起来很麻烦的,就不写了
                      2012-10-27 15:23回复
                    • 战胜神灵: 回复 @feng1734 :谢谢
                      2012-10-27 15:26回复
                    • 物言吾语: 回复 战胜神灵 :其实含有t也能推导出来,L=L(x,v,t),具体推导过程很长
                      2012-10-28 05:04回复
                    •  

                    相对论下,难道不能由变分法直接导出欧拉方程(也就是这里粒子的拉格朗日方程)么?


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                    • 10楼
                    • 2012-10-27 19:50

                      含时的时候大概可以这样
                      牛顿第二定律f(r,t)=dp/dt,即d/dt(mv)-f(r,t)=0
                      拉格朗日运动方程d/dt(DL/Dv)-DL/Dr=0
                      于是有
                      DL/Dv=mv,DL/Dr=f(r,t),,
                      因为L是r,v和t的函数,则全微分dL=DL/Dr*dr+DL/Dv*dv+DL/Dt*dt
                      即dL=f(r,t)dr+mvdv+DL/Dt*dt=(f(r,t)dr+DL/Dt*dt)+mvdv
                      如果Df(r,t)/Dt=D/Dr(DL/Dt)成立(全微分条件),则f(r,t)dr+DL/Dt*dt就是一个全微分记为dV,V是r和t的函数,即dV(r,t)==f(r,t)dr+DL/Dt*dt,这时dL=dV+mvdv,积分就能得到L的具体表达式,所以关键在于是否全微分条件是否能被满**换全微分条件的微分顺序(一般来说是没问题的)
                      得到Df(r,t)/Dt=D/Dt(DL/Dr),即f(r,t)=DL/Dr
                      因为f(r,t)=DL/Dr确实是成立的(最前面),所以,一般来说全微分条件总是被满足的,
                      所以,含时的L的具体表达式确实可以被找到


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                      • 11楼
                      • 2012-10-28 13:02

                        可以在闵可夫斯基时空写下作用量,改写成张量形式,然后把所有的闵可夫斯基度规都换成弯曲度规应该就可以(偏导数换成协变倒数)

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