Fysik på et minut: Konfigurationsrum

et konfigurationsrum i et fysisk system giver dig alle de mulige tilstande, det kan være i. For eksempel, hvis systemet består af et luftmolekyle, der bevæger sig rundt i et rum, kan konfigurationsrummet bestå af alle punkter i rummet: det er alle de positioner, partiklen kunne være på, og det er en del af almindeligt 3D-rum, som vi kender det. Hvert punkt i dette konfigurationsrum kan pin-peget af tre koordinater $(H,y,H)$ .

hvor er alle luftmolekylerne?

hvis du har to luftmolekyler, består konfigurationsrummet af alle mulige konfigurationer af de to molekyler, så det består af par punkter fra 3D-rum. Hvis partikel 1 er på punkt $(å,å,å)$ og partikel 2 er på punkt $(a,b,c)$ , svarer denne konfiguration til punktet $(å,y,å,a,b,c)$ i konfigurationsrummet. Vi kan ikke visualisere det rum længere, fordi det er seksdimensionelt. Det er dog ikke et problem, da vi ved, at det står for to partikler i almindeligt 3D-rum.

hvis du har mange luftmolekyler i dit værelse (som vi håber du gør, ellers ville du være død), har konfigurationsrummet masser og masser af dimensioner: hvis der er $N$ partikler, så har konfigurationsrummet $3N$ dimensioner, tre for hver partikel.

du kan også kode nogle oplysninger om molekylernes bevægelse, for eksempel deres momentum, i konfigurationsrummet. Momentum har tre komponenter, en for hver retning i rummet. Derfor, hvis vi inkluderer momentum, kommer hver partikel med seks stykker information (tre for position og tre for momentum). Konfigurationsrummet for et system med $N$ partikler har nu $6n$ dimensioner.

dette viser, at konfigurationsrummet, selvom det er baseret på vores almindelige forestilling om 3D-rum, kan være meget mere kompliceret end almindeligt 3D-rum. Ovenstående gælder alt for klassisk fysik, som vi lærer det i gymnasiet. I kvantemekanik bliver tingene imidlertid meget mere komplekse og subtile. I dette tilfælde konfiguration plads kan være endnu mere eksotisk.

Published by admin

Skriv et svar Annuller svar