變分原理

物理學的基本原理

變分原理是物理學的一條基本原理,以變分法來表達。根據科內利烏斯·蘭佐斯的說法,任何可以用變分原理來表達的物理定律描述一種自伴的表示。這種表示也被說成是厄米的,描述了在厄米變換下的不變數菲利克斯·克萊因的愛爾蘭根綱領試圖鑑識這類在一組變換下的不變數。

在物理學的諾特定理中,一組變換的龐加萊群(現在廣義相對論中被稱為規範群)定義了在一組依賴於變分原理的變換下的對稱性,即作用原理。

變分定義


變分法是討論泛函極值的工具,所謂泛函,是指函數的定義域是一個無限維的空間,即曲線空間。在歐氏平面中,曲線的長的函數是泛函的一個重要的例子。一般來說,泛函就是曲面空間到實數集的任意一個映射。
函數的微分定義式為f(x+Δx)-f(x)=f'(x)Δx+o(x);那麼泛函的微分有類似的定義:Φ(γ+h)-Φ(γ)=F+R,此處F為h的函數,R=o(h^2).注意,這裡和微分不同的是h不一定是無窮小量。

基本簡介

設有一個體系,其中能量的有關條件已知,換句話說,已經知道體系的哈密頓算符H。如果不能解薛定諤方程來找出波函數,可以任意猜測一個歸一化的波函數,比如說φ,結果是根據猜測的波函數得到的哈密頓算符的期望值將會高於實際的基態能量。變分原理是變分法的基本原理,用於量子力學和量子化學來近似求解體系基態。

變分定理

變分原理
變分原理
泛函
是可微的,其微分(變分)是
參考文獻:
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外部鏈接

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Canonical Theory of Electromagnetics, Chapter VI