保守系英文解釋翻譯、保守系的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 conservative system

分詞翻譯：

保守的英語翻譯：

guard; keep
【電】 conservation

系的英語翻譯：

attach; fasten; tie; corollary; series; system; department; feel anxious
relate to
【計】 Coset
【醫】 series; system; systema
【經】 ratio control

專業解析

在漢英詞典視角下，“保守系”（Conservative System）是物理學（特别是經典力學）中的一個核心概念，指系統中所有力所做的功與路徑無關，僅取決于起點和終點的位置，且系統總機械能（動能+勢能）守恒。其對應的英文術語為Conservative System。

以下是詳細解釋：

核心定義與能量守恒
保守系指一個物理系統所受的力是保守力（Conservative Force）。保守力滿足以下關鍵性質：
- 路徑無關性：力沿任意閉合路徑所做的功為零（$oint_C mathbf{F} cdot dmathbf{r} = 0$）。
- 勢能函數存在：存在一個标量勢能函數 $V(mathbf{r})$，使得保守力 $mathbf{F}$ 是其負梯度：$mathbf{F} = - abla V$。
  因此，在保守系中，系統的總機械能 $E = T + V$（動能 $T$ + 勢能 $V$）在運動過程中保持不變，即 $frac{dE}{dt} = 0$。
數學判據與性質
判斷一個力場 $mathbf{F}$ 是否為保守力（從而系統為保守系）的數學條件是：
- 旋度為零：$ abla times mathbf{F} = 0$（在力定義域為單連通區域時成立）。
  保守系具有以下重要特性：
- 能量守恒定律嚴格成立。
- 運動方程可由拉格朗日力學或哈密頓力學優雅地表述，其中拉格朗日量 $L = T - V$ 或哈密頓量 $H = T + V$ 起核心作用。
典型實例與應用領域
- 實例：地球重力場中的物體（忽略空氣阻力）、理想彈簧振子、天體在萬有引力作用下的運動（二體問題）、靜電場中的電荷（靜電場是保守場）。
- 應用領域：經典力學、天體力學、電磁學（靜電場部分）、量子力學（勢能項）、分析力學（拉格朗日與哈密頓形式體系的基礎）。
與非保守系的區别
非保守系（Non-conservative System）中存在非保守力（如摩擦力、空氣阻力、耗散力），這些力做功與路徑有關，會導緻系統機械能轉化為其他形式能量（如熱能），總機械能不守恒。這是保守系與非保守系的本質區别。

權威參考來源：

Goldstein, H., Poole, C., & Safko, J. (2001). Classical Mechanics (3rd ed.). Addison-Wesley. （經典力學标準教材，詳細闡述保守力、勢能、拉格朗日量和哈密頓量）
Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. (1976). Mechanics (3rd ed., Vol. 1). Butterworth-Heinemann. （理論物理學經典教程，清晰定義保守系統及其性質）
Feynman, R. P., Leighton, R. B., & Sands, M. (2011). The Feynman Lectures on Physics, Vol. I. Basic Books. （以物理圖像見長，解釋保守力做功與路徑無關及能量守恒）

網絡擴展解釋

保守系是物理學中描述特定力學系統性質的重要概念，其核心定義和特點如下：

1. 基本定義保守系指作用于質點系的所有力均可通過位勢函數（勢能）V導出的系統。這類系統的力場需滿足兩個條件：

力僅與空間位置相關，即$mathbf{F} = mathbf{F}(mathbf{r})$
存在标量勢函數$V$，使得力可表示為勢能的負梯度：$mathbf{F} = - abla V$

2. 核心特性

做功與路徑無關：保守力做功僅取決于始末位置，數學表達為$oint_C mathbf{F} cdot dmathbf{r} = 0$，即閉合路徑做功為零。
能量守恒：系統總機械能（動能+勢能）保持恒定，哈密頓函數可表示為$H = T + V$（T為動能，V為勢能）。
非保守力缺失：系統中不存在摩擦力等耗散力，所有内力均滿足保守條件。

3. 數學表達保守力場滿足旋度為零的條件：$ abla times mathbf{F} = 0$，這保證了做功的路徑無關性。對應的勢函數滿足： $$ V(mathbf{r}) = -int_{mathbf{r}_0}^{mathbf{r}} mathbf{F} cdot dmathbf{r} $$

4. 應用範疇常見于天體力學（如引力系統）、彈簧振子系統等經典力學場景。在分析這類系統時，拉格朗日方程和哈密頓力學會優先選擇廣義坐标與勢能函數進行建模。

5. 對比延伸與非保守系（如含空氣阻力的抛體運動）相比，保守系能量轉化僅發生在動能與勢能之間。實際工程中嚴格滿足保守條件的系統較少，但在理論物理和理想模型分析中具有基礎地位。

注：該解釋綜合了經典力學定義與數學表征，更詳細推導可參考分析力學教材。