
【化】 Lagrangian
【計】 lagrange
【化】 Lagrangian
capacity; estimate; measure; mete; quantity; quantum
【醫】 amount; dose; dosis; measure; quanta; quantity; quantum
【經】 volume
拉格朗日量(Lagrangian)是分析力學中的核心概念,由數學家約瑟夫-路易·拉格朗日于1788年提出。在經典力學中,其定義為系統動能(T)與勢能(V)的差值: $$ mathcal{L} = T - V $$ 這一标量函數通過最小作用量原理推導出歐拉-拉格朗日方程,完整描述了系統的動力學行為。
該量具有以下特性:
參考文獻:
拉格朗日量(Lagrangian)是分析力學中的核心概念,由數學家約瑟夫-路易·拉格朗日提出,用于描述物理系統的動力學行為。其本質是一個标量函數,通常表示為系統動能與勢能的差值:
$$ L = T - V $$
其中,( T ) 為動能,( V ) 為勢能。通過最小作用量原理,系統真實的運動軌迹會使作用量 ( S = int L , dt ) 取極值。由此可推導出歐拉-拉格朗日方程:
$$ frac{d}{dt} left( frac{partial L}{partial dot{q}} right) - frac{partial L}{partial q} = 0 $$
統一性與普適性
相比牛頓力學的矢量分析,拉格朗日量僅用标量形式即可描述複雜約束系統(如多體問題、非慣性系),且適用于經典力學、電磁場、量子場論乃至廣義相對論。
對稱性與守恒律
根據諾特定理,拉格朗日量的對稱性直接對應守恒量。例如:
推廣到現代物理
在量子場論中,拉格朗日量密度 ( mathcal{L} ) 成為構建标準模型的基礎,如電磁場的拉格朗日量為:
$$
mathcal{L} = -frac{1}{4} F_{mu
u} F^{mu
u} + j^mu A_mu
$$
拉格朗日量的形式化方法為物理學提供了高度統一的框架,使得複雜系統的分析更為簡潔,并成為理論物理研究對稱性、場論和粒子相互作用的基礎工具。
【别人正在浏覽】