作用量概念微分方程时常被用来表述物理定律
微分方程指定出,随着极小的时间、位置、或其他变量的变化,一个物理变量如何改变
总合这些极小的改变,再加上这物理变量在某些点的已知数值或已知导数值,就能求得物理变量在任何点的数值
作用量方法是一种全然不同的方法.它能够描述物理系统的运动,而且只需要设定物理变量在两点的数值,称为初始值与最终值
经过作用量极值的演算,我们可以得到,此变量在这两点之间任何点的数值
而且,作用量方法与微分方程方法所得到的答案完全相同
哈密顿原理阐明了这两种方法在物理学价位的等价:描述物理系统运动的微分方程,也可以用一个等价的积分方程来描述
无论是关于经典力学中的一个单独粒子、关于经典场像电磁场或引力场,这描述都是正确的
更加地,哈密顿原理已经延伸至量子力学与量子场论了
用变分法数学语言来描述,求解一个物理系统作用量的极值(通常是最小值),可以得到这系统随时间的演化(就是说,系统怎样从一个状态演化到另外一个状态)
更广义地,系统的正确演化对于任何微扰必须是稳定的
这要求导致出描述正确演化的微分方程
量纲为能量与时间乘积的物理量
动能T与时间微元dt的乘积Tdt是作用量
广义动量与广义坐标微元的乘积对系统的总和也是作用量
在原子物理学中,普朗克常数h的量纲是作用量的量纲
力学中有两个关于作用量的原理,它们是最小作用量原理和哈密顿原理
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