
【化】 dynamical variable
dynamics; kinetics
【化】 dynamics; kinetics
【医】 dynamics; kinetics
variable
【计】 V; variable
【化】 variable
【医】 variance
动力学变量(Dynamic Variables)是物理系统演化过程中用于描述状态变化的核心参量,在汉英词典中常译为"dynamic variables"或"kinematic variables"。该术语在力学、热力学和量子物理等领域的应用存在差异:
经典力学框架
以拉格朗日方程为例,广义坐标$q_i$和广义动量$p_i$构成哈密顿体系的核心动力学变量对,满足正则方程:
$$ dot{q}_i = frac{partial H}{partial p_i}, quad dot{p}_i = -frac{partial H}{partial q_i} $$
该定义源自Goldstein《经典力学》第三章的表述。
统计力学体系
在系综理论中,微观状态变量(如分子位置$mathbf{r}_i$和动量$mathbf{p}_i$)与宏观状态函数(如温度$T$、压强$P$)通过统计平均建立联系,参考Pathria《统计力学》第二章的变量分层理论。
量子场论扩展
规范场论将规范势$Amu$和场强张量$F{mu u}$视为动力学变量,其量子化过程遵循Yang-Mills理论框架,对应Weinberg《量子场论》第十五章的规范不变性论述。
国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)在2015年发布的《物理学基本术语》白皮书中特别强调,动力学变量的选择需满足可观测性原则和运动方程闭合性要求。美国物理学会期刊Physical Review D多篇论文证实,该标准在引力波探测的数值模拟中得到验证。
动力学变量是描述物理系统动态行为的基本量,它们随时间变化并参与系统动力学规律的表达。以下是详细解释:
动力学变量指在力学系统中直接参与运动方程、决定系统演化过程的物理量。它们的特点是:
牛顿力学框架:
分析力学体系:
特征 | 动力学变量 | 非动力学变量 |
---|---|---|
时间依赖性 | 显含时间 | 常为常数或参数 |
演化规律 | 受运动方程支配 | 固定不变 |
示例 | 位置、动量 | 质量、电荷量 |
在统计力学中,微观粒子的位置和动量被称为动力学变量,而温度、压强等宏观量是统计平均结果,不属于动力学变量。量子力学中,动力学变量对应可观测量的算符(如位置算符 $hat{x}$、动量算符 $hat{p}$)。
这些变量通过微分方程(如 $frac{dvec{p}}{dt}=vec{F}$)相互关联,共同描述系统的动态演化过程。理解动力学变量是建立物理模型、求解运动方程的基础。
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