厄米的英文解釋翻譯、厄米的的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 hermitian
分詞翻譯:
厄的英語翻譯:
be stranded; disaster; hardship
米的英語翻譯:
metre; rice
【醫】 meter; metre; rice
【經】 meter
專業解析
在數學和物理學領域,"厄米的"(Hermitian)是一個核心術語,主要用于描述一類具有特定性質的矩陣或線性算子。其核心含義和特征如下:
-
數學定義(矩陣):
- 一個複數方陣 $A$ 被稱為厄米矩陣(Hermitian Matrix)或自伴矩陣(Self-adjoint Matrix),當且僅當它等于其自身的共轭轉置(Conjugate Transpose)。
- 用公式表示為:
$$
A = A^dagger
$$
其中 $A^dagger$ (讀作 "A dagger") 表示 $A$ 的共轭轉置矩陣(即先取轉置,再對每個元素取複共轭)。
- 等價地,對于矩陣中的每個元素 $a{ij}$,滿足 $a{ji} = overline{a{ij}}$,其中 $overline{a{ij}}$ 表示 $a_{ij}$ 的複共轭。
- 實數域特例:如果矩陣元素全是實數,則厄米矩陣的條件簡化為 $A = A^T$,即該矩陣是對稱矩陣。因此,實對稱矩陣是厄米矩陣在實數域上的特例。
-
數學定義(算子):
- 在更一般的希爾伯特空間(Hilbert Space)中,一個線性算子 $hat{H}$ 被稱為厄米算子(Hermitian Operator)或自伴算子(Self-adjoint Operator),如果它等于其自身的伴隨算子 $hat{H}^dagger$。
- 即滿足:
$$
hat{H} = hat{H}^dagger
$$
- 這要求算子定義域與其伴隨算子的定義域相同,且對所有定義域内的向量 $|psirangle, |phirangle$,滿足 $langle psi | hat{H} | phi rangle = langle phi | hat{H} | psi rangle^$(其中 $^$ 表示複共轭)。
-
關鍵性質:
- 實特征值:厄米矩陣或厄米算子的所有特征值(Eigenvalues)都是實數。這一性質在物理學中至關重要。
- 正交特征向量:厄米矩陣或厄米算子對應于不同特征值的特征向量(Eigenvectors)是相互正交的(在定義了内積的空間中)。
- 可對角化:厄米矩陣可以通過一個酉矩陣(Unitary Matrix)對角化為一個實對角矩陣。厄米算子在其定義域内具有由正交(或可正交化)的特征向量組成的完備集(譜定理)。
-
物理學應用(量子力學):
- 在量子力學中,可觀測物理量(如位置、動量、能量、角動量等)必須由厄米算子表示。
- 原因在于:
- 實測量值:物理量的測量結果必須是實數,而厄米算子的特征值恰好是實數,對應于該物理量可能的測量結果。
- 概率守恒:量子系統的狀态演化由酉算子(Unitary Operator)描述,這保證了概率的總和為1(幺正性)。厄米算子生成酉算子(通過指數映射 $e^{ihat{H}t}$),與系統的時間演化密切相關(薛定谔方程中的哈密頓量 $hat{H}$ 就是厄米算子)。
- 因此,量子力學中的核心方程——定态薛定谔方程 $hat{H} |psirangle = E |psirangle$ —— 中的哈密頓量 $hat{H}$ 就是一個厄米算子,其本征值 $E$ 代表系統的能量(實數),本征态 $|psirangle$ 代表能量本征态。
來源參考:
- 數學定義和性質可參考權威線性代數教材,如 Gilbert Strang 的 Introduction to Linear Algebra 或 Sheldon Axler 的 Linear Algebra Done Right。
- 量子力學中的應用和重要性可參考标準量子力學教材,如 David J. Griffiths 的 Introduction to Quantum Mechanics 或 R. Shankar 的 Principles of Quantum Mechanics。
- 線上數學百科全書如 MathWorld (Wolfram Research) 提供了精确定義:Hermitian Matrix - MathWorld (請注意鍊接有效性需實時驗證)。
- 線上物理學資源如 HyperPhysics (Georgia State University) 解釋了其在量子力學中的作用:Hermitian Operators - HyperPhysics (請注意鍊接有效性需實時驗證)。
網絡擴展解釋
“厄米的”是數學和物理學中的專業術語,對應英文“Hermitian”,其含義可從多個角度解釋:
一、詞源背景
該詞源于法語數學家Charles Hermite的姓氏音譯。若按英語發音應譯為“赫麥”,但中文采用法語發音習慣譯為“厄米”。
二、數學與物理定義
在量子力學中,厄米算符(Hermitian operator)指滿足以下條件的線性算符:
$$ A^dagger = A $$
即算符的共轭轉置等于其自身。這類算符具有兩個核心性質:
- 本征值為實數:保證物理量測量結果的合理性
- 本征态正交性:不同本征态對應的物理量可區分
三、物理意義
厄米算符用于描述可觀測的物理量(如位置、動量、能量等)。其本征值對應測量結果,實數特性确保實驗觀測值不會出現虛數等不合理情況。
四、應用場景
常見于量子力學中的哈密頓算符、動量算符等,在矩陣形式中表現為厄米矩陣(元素滿足$a{ij}=a{ji}^*$)。
注:中關于厄米算符的定義存在明顯錯誤,建議以高權威性來源(如)為準。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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