Hamiltonfunktion

Från Rilpedia

(Omdirigerad från Hamiltonian)
Hoppa till: navigering, sök
Wikipedia_letter_w.pngTexten från svenska WikipediaWikipedialogo_12pt.gif
rpsv.header.diskuteraikon2.gif

Hamiltonfunktionen är en funktion, uppkallad efter William Rowan Hamilton som beskriver klassisk mekanik på ett sätt som gör den bättre lämpad än Lagrangefunktionen för att utvidga den mekaniska teorin, men å andra sidan sämre att använda på specifika problem. Den kan, men behöver inte, motsvara den totala energin för ett system, vanligen uppdelad i potentiell och kinetisk energi.

I kvantmekaniken motsvaras den av Hamiltonoperatorn.

Rörelseekvationer

Rörelseekvationerna för Hamiltonsk mekanik härleds ur de för Lagrangsk mekanik - Euler-Lagranges ekvationer. Idén är att man börjar med en Lagrangefunktion beroende av generaliserade lägesvariabler q_i \ , dessas tidsderivator \dot{q}_i\,, samt tiden t\,:

L(q_1,\dots ,q_n,\dot{q}_1,\dots,\dot{q}_n,t)\,

Det är vanligt att man sätter q_1,\dots ,q_n=q\, och \dot{q}_1,\dots,\dot{q}_n=\dot{q} för att förkorta uttrycken

Sedan definierar man generaliserad rörelsemängd p\, som

p_i=\frac{\partial L}{\partial \dot{q}_i}

Via en legendretransform kan man nu komma fram till ett uttryck för en funktion som bara beror på de numera oberoende variablerna q\, och p\,, men inte\dot{q}. Denna funktion är en hamiltonfunktion för systemet:

H=p_i\dot{q}_i-L

Man kan sedan visa att denna har rörelsekvationer

\frac{dq_i}{dt}=\frac{\partial H}{\partial p_i}
\frac{dp_i}{dt}=-\frac{\partial H}{\partial q_i}
\frac{\partial L}{\partial t}=-\frac{\partial H}{\partial t}

Källor

  • Goldstein, Poole, Safko: Classical Mechanics, Addison Wesley, 2002, 3 uppl. ISBN 0-321-18897-7. 
Personliga verktyg