来自姜万录的问题
【粒子在某一时刻的确定状态是如何的?】
粒子在某一时刻的确定状态是如何的?
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2020-05-08 19:08
【粒子在某一时刻的确定状态是如何的?】
粒子在某一时刻的确定状态是如何的?
在经典物理中,粒子的概念可进一步抽象为:大小可忽略不计的具有质量的对象,即所谓质点.质量在这里是新概念,我们可将其定义为包含物质量的多少,一个西瓜,比西瓜仔的质量大,因为西瓜里包含的物质的量更大.
为叙述的简介,我们现在可把粒子等同于质点.要描述一个质点的运动状态,我们需要知道其位置和质量(x,m),这是一个抽象的数学表达.
但我们漏掉了时间,时间也是一个直观的概念,这里我们可把时间描述为一个时钟,我们会发现当指针指到不同位置时,质点的位置可能不同,于是指针的位置就定义了时刻t.有了时刻t,我们对质点的描述就变成了(x,t,m),由此可定义速度v,现在我们对质点运动状态的描述是(x,v,t,m).
在日常经验中我们还有相互作用或所谓力的概念,我们在地球上拎起不同质量物体时肌肉的紧张程度是不同的,或者说弹簧秤拎起不同质量物体时弹簧的拉伸程度是不同的.
以上我们对质量、时间、力等的定义都是直观的,是可以操作的.按照以上思路进行研究,最终诞生了牛顿的经典力学.这里我们可简单地用两个公式:F=ma(牛顿第二定律)和(万有引力公式)来代表牛顿力学.前者是质点的运动方程,用数学的语言说是一个关于位置x的二阶微分方程,所以只需要知道初始时刻t=0时的位置x和速度v即可求出以后任意时刻t质点所处的位置,即x(t),我们称之为轨迹.
需要强调的是一旦我们知道t=0时x和v的精确值(没任何误差),x(t)的取值也是精确的,即我们得到是对质点未来演化的精确预测,并且这个求解对t