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8.正则变换

2024-05-17 09:33阅读:

分析力学笔记(石拓/著)

8.正则变换


如果不同形式的一组广义坐标,例,q1,q2,,qnQ1,Q2,,Qn,都能表示一个完整力学系统的位形,那么qjQjj=1,2,,n之间,一定存在对应关系(或者叫做变换关系),即关系式(8-1):

8-1 Qi=Qi(q1,q2,,qn)i=1,2,,n

关系式(8-1
)说,如果力学系统可以用一个坐标系的广义坐标(q1,q2,,qn),来确定质点在该坐标系的位置,那么通过(8-1)可以用另一坐标系的广义坐标(Q1,Q2,,Qn),确定该质点在另一坐标系的位置。这样的用不同的坐标系,来确定同一个质点(看做一个点)坐标之间的变换,自然而然地被称为点变换。

在哈密顿正则方程中,由于广义坐标qj和广义动量pjj=1,2,,n,是具有独立同等地位的变量,因此可以用关系(8-2):

8-2 Qi= Qi(q,p,t)Pi= Pi(q,p,t)i=1,2,,n

进行变换。但要保证哈密顿正则方程在(8-2)的变换中保持不变。因此把这类变换称为正则(标准)变换。也就是说,所谓的正则变换就是动力学系统按(8-2)变换,其正则方程是该变换下的不变量或者哈密顿正则方程不变。因此,正则变换是正则变量qjpj 到正则变量QjPj的变换。

研究正则变换的目的在于:一、试图通过变换用更为抽象的概念,来理解动力学系统中作为参数的广义坐标和广义动量的普遍意义;二、试图得到结构更为简单的力学方程,以便求解。

(待续)

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