
【化】 Lagrangian
【计】 lagrange
【化】 Lagrangian
capacity; estimate; measure; mete; quantity; quantum
【医】 amount; dose; dosis; measure; quanta; quantity; quantum
【经】 volume
拉格朗日量(Lagrangian)是分析力学中的核心概念,由数学家约瑟夫-路易·拉格朗日于1788年提出。在经典力学中,其定义为系统动能(T)与势能(V)的差值: $$ mathcal{L} = T - V $$ 这一标量函数通过最小作用量原理推导出欧拉-拉格朗日方程,完整描述了系统的动力学行为。
该量具有以下特性:
参考文献:
拉格朗日量(Lagrangian)是分析力学中的核心概念,由数学家约瑟夫-路易·拉格朗日提出,用于描述物理系统的动力学行为。其本质是一个标量函数,通常表示为系统动能与势能的差值:
$$ L = T - V $$
其中,( T ) 为动能,( V ) 为势能。通过最小作用量原理,系统真实的运动轨迹会使作用量 ( S = int L , dt ) 取极值。由此可推导出欧拉-拉格朗日方程:
$$ frac{d}{dt} left( frac{partial L}{partial dot{q}} right) - frac{partial L}{partial q} = 0 $$
统一性与普适性
相比牛顿力学的矢量分析,拉格朗日量仅用标量形式即可描述复杂约束系统(如多体问题、非惯性系),且适用于经典力学、电磁场、量子场论乃至广义相对论。
对称性与守恒律
根据诺特定理,拉格朗日量的对称性直接对应守恒量。例如:
推广到现代物理
在量子场论中,拉格朗日量密度 ( mathcal{L} ) 成为构建标准模型的基础,如电磁场的拉格朗日量为:
$$
mathcal{L} = -frac{1}{4} F_{mu
u} F^{mu
u} + j^mu A_mu
$$
拉格朗日量的形式化方法为物理学提供了高度统一的框架,使得复杂系统的分析更为简洁,并成为理论物理研究对称性、场论和粒子相互作用的基础工具。
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