物理学的一个基本问题是阐明经典力学(或牛顿力学)如何从更一般的物理理论,即所谓的相对论量子力学中产生。虽然经典力学作为相对论力学的低速极限出现已为人所知,但量子力学的经典极限仍然是一个微妙的问题。普朗克的 Z → 0 极限[1] 和玻尔的 sn → ∞ 极限[2] 是量子理论经典极限的最早表述。然而,从量子力学早期开始,人们就通过不同的观念和思想对这一极限展开了争论[3-9]。因此,如何将量子理论与经典理论之间的精确对应关系交织在一起的机制尚未完全被理解。Man'ko 和 Man'ko 认为,用简单的 Z → 0 限制来提取经典力学的图景并不具有普遍的适用性[4]。一些物理学家认为量子力学不是单粒子问题而是粒子集合,其 Z → 0 极限不是经典力学而是经典统计力学(见文献 [ 5 ] 及其参考文献)。有关量子力学经典极限的更多不同观点,请特别参阅文献 [ 7 , 8 ]。本研究的目的是建立一种关于阻尼驱动振荡系统量子力学经典极限的理论形式,该理论形式揭示了量子和经典对应关系,除了基本极限 Z → 0 之外,没有任何近似或假设。为了沿着这条路线从量子力学推导出牛顿力学,将使用具有基本哈密顿动力学的正则量子力学。我的理论基于一种不变算子方法 [ 10 – 13 ],该方法通常用于数学处理量子力学系统。该方法使我们能够推导出以下系统的精确量子力学解
第一单元:粒子力学。粒子系统力学、约束、达朗贝尔原理和拉格朗日方程、速度相关势和耗散函数拉格朗日公式的简单应用第 1 章。第 1、2、3、4、5 和 6 节。汉密尔顿原理,变分法的一些技巧。从汉密尔顿原理推导出拉格朗日方程。守恒定律和对称性、能量函数和能量守恒第 2 章。第 1、2、3、5 和 6 节第二单元:简化为等效的一体问题。运动方程和一阶积分、等效一维问题和轨道分类、轨道微分方程和可积幂律势、闭合轨道条件(伯特兰定理)、开普勒问题力的平方反比定律、开普勒问题中的时间运动、有中心力场中的散射。第 3 章。第 1、2、3、5、6、7 和 8 节勒让德变换和哈密顿运动方程。循环坐标、从变分原理推导哈密顿运动方程、最小作用量原理。章:7,节:1、2、3、4 和 5。第三单元:正则变换方程、正则变换示例、谐振子、泊松括号和其他正则不变量、运动方程、无穷小正则变换、泊松括号公式中的守恒定理、角动量泊松括号关系。章:8,节:1、2、4、5、6 和 7。汉密尔顿 - 汉密尔顿主函数的雅可比方程、作为汉密尔顿 - 雅可比方法的一个例子的谐振子问题、汉密尔顿 - 汉密尔顿特征函数的雅可比方程。作用 - 单自由度系统中的角度变量。章:9,节:1、2、3 和 5。教科书:经典力学 - H. Goldstein 参考书:经典力学 - JB Upadhayaya 经典力学 - Gupta, Kumar and Sharma
基础课程必修课程(146 学分)线性代数:矩阵计算(2 学分)。算法(6 学分)。矢量微积分(6 学分)。英语水平 A(4 学分)。微积分 I(4 学分)、生物物理学(4 学分)、概率计算(4 学分)、数值微积分:MATLAB(2 学分)、普通化学 I(6 学分)。微积分 II(2 学分)。电磁学(4 学分)。基础电子学(6 学分)。静电学和电动力学(4 学分)。函数 I(4 学分)。电子学概论(4 学分)。物理仪器(4 学分)。医学物理学概论(4 学分)。日常生活中的 USJ 价值观(2 学分)。符号计算软件:Maple(2 学分)。静磁学(4 学分)。物理学家的数学(6 学分)。分析力学(4 学分)。经典力学(4 学分)。高级经典力学(2 学分)。流体力学(4 学分)。量子力学(4 学分)。物理学家的数学方法(6 学分)。波和波动光学(6 学分)。物质物理学(6 学分)。现代物理学(6 学分)。统计物理学(4 学分)。Python(4 学分)。狭义相对论(4 学分)。热力学(4 学分)。科学交流技巧(4 学分)。
讲座 辅导 实验室 小组作业 外部在线 项目作业 自学 总计 62 26 20 92 200 教育目标 力学研究为你提供了了解自然和人造世界如何运转的基本工具 - 如果你花时间认真学习,你将为更高级的机械工程研究做好充分准备。力学知识是机械工程师的基本工具。我们的目的是了解所谓的经典力学。你将接触的经典力学概念包括对力、运动、能量、功、动量和热的研究,它们是如何联系在一起的,以及如何将这些思想应用于工程问题。经典力学背后的思想彻底改变了人类。大多数历史学家都认为,人类思想中没有任何发现比它更有影响力。学生在学习工程力学时,将从入门物理中学到的力学基本原理及其在解决问题中的应用结合起来。本课程更注重开始将这些概念和原理应用于实际工程问题解决所需的基本技能(见下文的具体成果)。课程侧重于这些技能的练习,而不是事实内容。在本课程中,进行必修背景阅读、上课和做作业就像为足球队(或音乐团体,打个简单的比方)练习一样。导师/讲师不是信息来源,更像是教练(或指挥),负责组织练习和制定标准。学生的进步不是通过吸收(和复述)信息,而是通过单独练习技能和学会与他人有效合作。考试就像联赛(或音乐会),学生在表现很重要的情况下测试他们的技能。学习成果完成模块后,学生应该能够:LO1 理解并克服对物理学基本概念(力、能量、功等)的任何误解。 LO2 以更适合工程应用的形式重述现有的解决问题的技能 LO3 更详细地解释力学的基本工程应用。 LO4 获得四种基本的思维技能:
量子理论的经典极限不仅应能正确再现经典理论的运动学和动力学,而且在更深层次上还应能再现其客观性,这一事实很晚才被 WH Zurek 及其合作者注意到(至少据作者所知)(见例如 [1–3] 及其参考文献)。量子测量不可避免地会扰动被测系统,除非系统状态针对给定测量特别定制,因此通常排除被测量的任何客观特性,因为不同的观察会产生不同的结果。这与经典力学形成了鲜明的对比,在经典力学中,系统的特性(例如位置或动量)具有客观的、与观察者无关的特性。与已得到充分研究的不确定性和情境性问题不同,这种客观性问题已经出现在单个可观测量的层面上。近年来,人们提出了几种客观化机制,特别是量子达尔文主义 [3]、频谱广播结构 (SBS) [4, 5] 和强量子达尔文主义 [6]。本文旨在从基础角度分析这些思想,并研究它们之间的相互关系,以期为这一不断发展的领域带来更多清晰度。为了奠定基础,首先有必要定义“客观性”的含义。[3] 中提出了一个特别简单且在一定程度上具有操作性的定义,即:
狄拉克和费曼是第一批理解作用量在量子力学中的作用的人。狄拉克的动机源于希望获得一种量子力学公式,其中时间和空间变量以类似的方式处理。让我提醒你,在量子力学的通常公式中,量子系统在初始时间被指定为在与哈密顿量和它们之间交换的一组完整算符的本征态中选择的某个状态。然后使用哈密顿量来查找系统在稍后时间 t 处于哪种状态。继续计算从 t 0 时的状态 S 0 到 t 时的状态 S 的跃迁幅度,等等。如你所见,时间在这个描述中起着核心作用,但对于相对论系统来说,人们会感到不安,因为即使最终答案是相对论不变的,理论的明显洛伦兹不变性也会丢失。因此,狄拉克开始寻找一种不以时间为核心的公式。为此,他回到了经典力学,那里有两种(类似的)描述:汉密尔顿的描述从头开始单独指出时间,而拉格朗日的描述则没有。具体来说,他寻找经典力学中 AF 的含义,目的是将其推广到量子力学。答案当然是已知的,作用量是正则变换的生成器,它将系统从一个时间带到另一个时间。因此,重新回忆一下正则变换是有益的:
这是基于量子力学和应用的计算过程。PHSHCC12T固态物理学该课程很好地了解了固体的结构及其磁性,介电和铁电特性。此处还讨论了超导性的基本面。PHSHCC12P固态物理实验室这是固态物理实验室的课程。DSE-1T经典动力学本课程涉及点粒子的经典力学,小振荡,流体动力学和相对论的特殊理论。DSE-1P经典动力学本课程提供了有关动态实验室的知识。DSE-2T核和粒子物理
文章信息摘要牛顿第二运动定律 F = ma 一直被认为是经典力学的基石,为理解宏观物体的行为提供了基本框架。然而,随着物理学深入到量子领域,牛顿第二定律的适用性变得有限,量子力学原理成为粒子行为的主要描述。本文首先概述了牛顿对经典力学的历史发展以及 20 世纪初量子力学的出现,然后深入探讨了框架的基本原理。将粒子作为具有确定性轨迹的点质量的经典描述与波函数和叠加原理描述的量子粒子的概率性质进行了对比。本文还讨论了这些理论的实际应用和含义,阐明了它们在各个科学学科中的意义。本研究论文对牛顿第二运动定律和量子物理进行了比较分析,从经典力学和量子力学的角度研究了它们的基本原理和含义。本文首先概述了牛顿第二定律及其在经典力学中的意义,然后深入探讨了量子力学的基本假设及其与经典概念的偏离。本文探讨了牛顿第二定律应用于量子现象时的固有局限性,并将其原理与量子物理学的原理进行了比较和对比。通过对证据和理论框架的全面分析,本文阐明了经典力学的界限,并强调了量子力学在原子和亚原子层面描述现象的必要性。通过探索关键的差异和相似之处,本文旨在深入了解宏观和微观尺度上粒子的行为。关键词:牛顿体、量子力学、牛顿第二定律、粒子