定常系統
在經典力學裏,如果一個系統的所有約束都是定常約束(scleronomous constraint),則稱此系統為定常系統(scleronomous system)。定常約束顯性地不含時間。假若約束顯性地含時間,則稱此約束為非定常約束。 應用 :主要項目:廣義速度 在三維空間裏,一個質量為m、速度為\mathbf{v}的粒子的動能是 :T =\frac{1}{2}m v^2 。 速度是位置\mathbf{r}對於時間t的導數。應用偏微分連…
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在經典力學裏,如果一個系統的所有約束都是定常約束(scleronomous constraint),則稱此系統為定常系統(scleronomous system)。定常約束顯性地不含時間。假若約束顯性地含時間,則稱此約束為非定常約束。 應用 :主要項目:廣義速度 在三維空間裏,一個質量為m、速度為\mathbf{v}的粒子的動能是 :T =\frac{1}{2}m v^2 。 速度是位置\mathbf{r}對於時間t的導數。應用偏微分連…
在經典力學裏,假若一個系統的所有的約束條件都是,則稱此系統為完整系統()。完整約束以方程式表達為 : f(x_1,\ x_2,\ x_3,\ \dots,\ x_N,\ t)=0; 其中,x_i是每一個粒子P_i之位置,t是時間。 假若一個約束條件不能夠以上述方程式表達,則稱此約束條件為非完整約束。 假若一個系統有任何約束條件不是完整約束,則稱此系統為非完整系統。 轉換至廣義坐標 完整約束方程式只跟位置、時間有關,跟速度無關。完整約束方…
在經典力學裏,單演系統()是最常使用的物理系統之一。這是因為單演系統提供了一個非常理想的系統,使得物理學家能夠發展與檢查嶄新的構想與理論。單演系統具有優良的數學性質,非常適合作數學分析,是任何物理理論研究的起始點。 假若在一個物理系統裏,除了約束力以外,所有的作用力都是純量廣義位勢函數的導數,而此廣義位勢函數的參數是廣義坐標,廣義速度,或時間,則稱此系統為單演系統。 在單演系統裏,除了約束力以外,所有的廣義力\mathcal{F}_i\…
半經典物理學(英文:Semiclassical physics),或稱“半經典力學”,是物理學其中一個較新的範疇。半經典物理學理論把系統的某些元素視之為量子的,而同時把另一些元素視為經典系統看待。例如,在研究分子光譜時,外加的電場可以當作是經典的,而化學鍵則視為量子系統。一般來說,半經典物理學適用於對量子系統的數學描述存在普朗克常數的量綱(即是冪)趨向零的情況而(2)存在對普朗克常數的負一冪的非平凡近似。從物理光學過渡到幾何光學便是一例…
热力学系统()是指用于热力学研究的有限宏观区域,是热力学的研究对象。它的外部空间被称为这个系统的环境。一个系统的边界将系统与它的外部隔开。这个边界既可以是真实存在的,也可以是假想出来的,但必须将这个系统限制在一个有限空间里。系统与其环境可以在边界进行物质、功、热或其它形式能量的传递。而热力学系统可以从它的边界(或边界的一部分)所允许的传递类型进行分类。 热力学系统有一系列的状态函数,比如体积,压强,温度等。这些量都是可以通过实验测量的宏…
在古典力學裏,假如,一個系統有任何約束是非完整約束,則稱此系統為非完整系統。非完整約束不是。完整約束可以用方程式表示為 : f(x_1,\ x_2,\ x_3,\ \dots,\ x_N,\ t)=0; 這裏,f是每一個粒子P_i之位置x_i和時間t的函數。非完整約束不能夠用上述方程式表示。 廣義坐標的轉換 完整約束方程式與位置、時間有關,與速度無關。完整約束方程式可以很簡易地除去指定的變數。假設變數x_d是完整約束函數f_k裏的一個參…
是物理系统的一个例子]] 物理系统是指进行物理学研究时所选取的研究对象,系统之外的物理对象则称为环境。物理学研究中,除了环境对于物理系统的影响之外,不研究环境本身。 系统与环境由研究者选定。选取系统时往往使得分析过程变得简单。例如,一根链条、半根链条或链条中的一节都可被选取为一个物理系统。孤立系统是指与环境之间的联系可以忽略的物理系统。 在量子相干性的研究中,“系统”可以指一个物体的微观性质,而对应的“环境”可以是内部自由度。 参见 相…
热力学上的熱隔離系統(thermally isolated system)也稱為熱孤立系統,不能和環境交換質量或是熱能。 熱隔離系統的內能變化是因為對環境作功。若熱隔離系統不在平衡狀態,其熵會隨著時間增加,但只要在平衡狀態,其熵會是在最大值,不論系統對環境作功,熵都會是定值,不會隨時間變化。為了讓熵維持固定,和環境功的交換會維持在準靜態過程,以確保在過程中系統仍然平衡。 孤立系統是不能對環境作功的熱隔離系統。 和熱隔離系統相反的是熱開放…
在經典力學裏,假若一個系統的任何約束是非定常約束,則定義此系統為非定常系統。非定常約束的方程式顯性地含時間。假若約束方程式不顯性地含時間,則稱此約束為定常約束。 實例1:單擺 如右圖所示,單擺是由一個擺錘與一條繩子組成的簡單機械;繩子的上端固定,下端繫著擺錘。由於這繩子是無法伸縮的,繩子的長度是常數。所以,這系統是定常系統;它遵守定常約束 : \sqrt{x^2+y^2} - L=0; 其中,(x,\ y)是擺錘的位置,L是擺長。 實例…
在古典力學之中,封閉系統是指一個不與外界交換能量(功或熱能)且不交換質量的系統。 在熱力學之中,封閉系統是指一個只與外界交換能量(功或熱能)而不交換質量的系統。 假如一個只擁有一種粒子(原子或分子)的系統進行化學反應時,過程中所有種類的粒子都可以被生成或破壞。但是,封閉系統內的原子數目將會守恒。數學上可以寫成: :\sum_{j=1}^m a_{ij}N_j=b_i^0 N_j j分子數目 a_{ij} i原子在j分子內的數目 b_i^…
在古典力學之中,孤立系統(或孤懸系統)是指一個不與系統之外產生相互作用的系統,系統動量並不會增加或減少。 在熱力學之中,孤立系統(或孤懸系統、孤立系)是指一個完全不與外界交換能量或質量的系統。任何能量或質量都不能進入或者離開一個孤立系統,只能在系統內移動。 除了把整個宇宙視為一體之外,孤立系統並不存在於現實之中。但是,有些真實系統的行為近乎於孤立系統。因而,孤立系統的概念可以作為真實情況的一個近似模型。在建立以數學模型描述一些自然現象時…
力学孤立系统是力学约束即不会发生形变从而不能对外做机械功的热力学系统 。同时,它也不会与其环境发生物质交换,但可以进行热量交换。 对于一个简单系统,力学孤立等价于恒容。而在这种简单系统中发生的过程被称为等容过程。 相对于力学孤立系统,同时存在可以传递机械能的力学开放系统。 对于一个简单系统,力学开放意味着当系统受到外界压力时,其边界形状可以发生变化。而力学平衡时,意味着其所受外界压力平衡。只有力学孤立系统的边界可以承受压力变化。 参考文…
在熱力學中,開放系統指與外界交換能量和質量的系統。系統是隨意介定的:在研究一些特定組件時,相關的空間領域可被視為系統。 開放系統假設了外界能量供應不能減少;實際上,這種外界能量是由周圍環境的某種東西供應,而在研究需要時這種能量供應可被視為源源不絕。其中一種開放能量是所謂的輻射能系統,此系統的能量接收自由太陽輻射-一個於任何實驗都可被視為用之不竭的能量來源。某些虛構開放系統的能量接收自太空中的真空能。 太空纜索是一個開放系統的例子。當纜索…