Fizyka matematyczna
Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.
Fizyka matematyczna to dział matematyki wyższej zajmujący się opisem zjawisk różnych dziedzin fizyki. Stanowią go między innymi: szczególna teoria względności, ogólna teoria względności, statystyka matematyczna, teoria pola i inne, wcześniej nie wymienione.
Spis treści
|
→ Rachunek różniczkowy |
[edytuj] Statystyka matematyczna
- Średnie w matematyce statystycznej
- Zmienne losowe
- Rozkłady statystyczne
- Prawdopodobieństwo lub gęstość prawdopodobieństwa
- Dystrybuanta rozkładu zmiennej losowej
- Wartość oczekiwana, wariacja rozkładu jednej zmiennej
- Wartość modalna
- Mediana,kwantyle i kwartyle
- Rozkład jednostajny
- Rozkład Cauchy'ego
- Dystrybuanta i gęstość prawdopodobieństwa dla dwóch zmiennych
- Momenty statystyczne ciągłe i dyskretne
- Momenty statystyczne dyskretne
- Momenty statystyczne ciągłe
- Momenty statystyczne dla funkcji złożonej
- Momenty statystyczne zerowego stopnia
- Związek pomiędzy drugim a pierwszym momentem statystycznym
- Działania na wartościach oczekiwanych
- Wariacja,współczynnik korelacji, transformacje liniowe
- Pobieranie próby
- Estymatory, wyznaczenie parametru λ w wyniku doświadczenia
- Związki pomiędzy wariacjami pojedyńczego pomiaru a średniej arytmetycznej
- Rozkłady cząstkowe,Wartość oczekiwana,wariacja
- Metody największej wiarygodności
- Rozkłady statystyczne
- Twierdzenie o rozkładzie Bernoulliego
- Twierdzenie o rozkładzie wielomianowym
- Twierdzenie o rozkładzie normalnym jednowymiarowym
- Twierdzenie o rozkładzie normalnym wielowymiarowym
- Centralne twierdzenie graniczne
- Twierdzenie o rozkładzie χ2
- Twierdzenie o rozkładzie hipergeometrycznym
- Twierdzenie o rozkładzie Poissona
- Błędy pomiarowe w fizyce
- Metoda najmniejszych kwadratów
[edytuj] Fizyka statystyczna
- Fizyka fenomenologiczna
- Opis dawanej przez fizykę fenomenologiczną
- Zerowa zasada termodynamiki
- Pierwsza zasada termodynamiki
- Druga zasada termodynamiki
- Trzecia zasada termodynamiki
- Potencjały termodynamiczne
- Definicje
- Wyprowadzenie związków między potencjałami termodynamicznymi
- Wzory między potencjałami i parametrami mierzalnymi
- Zależność między potencjałem chemicznym a potencjałem Gibbsa
- Prawa Maxwella w statystyce fizycznej
- Łatwy sposób zapamiętania związków między potencjałami termodynamicznymi a także Prawa Maxwella
- Definicja różniczki entropii a jego zupełność
- Związki fizyki fenomenologicznej
- Różniczkowa tożsamość łącząca parametry stanu
- Fenomenologiczna definicja entropii
- Różniczkowe parametry stanu charakteryzujące układ
- Termodynamiczne funkcje stanu a pojęcie entropii
- Termodynamiczne funkcje stanu a pojęcie entalpii
- Związek między ciepłem właściwym pod stałym ciśnieniem a stałą objętością
- Związek między ciepłami właściwymi pod stałym parametrem i ciśnieniem oraz objętością
- Gazy doskonałe
- Fenomenologiczna teoria przejść fazowych
- Przemiany fazowe
- Fenomenologiczne równania gazu
- Cykle (obiegi) termodynamiczne
- Fizyka statystyczna
- Hipoteza ergodyczna
- Opis układów dawanej przez fizykę statystyczną
- Statystyczna interpretacja zasad termodynamiki
- Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej klasycznej
- Rozkład Boltzmanna
- Rozkład Maxwella
- Uogólnienie twierdzenia na rozkład Boltzmanna-Maxwella
- Postulat Boltzmanna wiążącej entropię z prawdopodobieństwem termodynamicznym
- Związek entropii z liczbami trafień w uzyskaniu wyników
- Związek entropii z prawdopodobieństwami liczb trafień w uzyskaniu wyników
- Przejście od sfery o grubości dR do kuli o promieniu R w rozkładzie statystycznym
- Zespół mikrokanoniczny
- Zespół kanoniczny
- Związek między energią swobodną a sumą statystyczną w zespole kanonicznym
- Przypadek gazu doskonałego w zespole kanonicznym w fizyce klasycznej
- Równanie gazu rzeczywistego van der Waalsa
- Przypadek gazu doskonałego fotonowego w fizyce relatywistycznej
- Rozkład Maxwella jako szczególny przypadek zespołu kanonicznego
- Wielki zespół kanoniczny
- Wyprowadzenie w oparciu o statystyczną interpretację rozkładu w układach otwartych
- Związek między energią swobodną a sumą statystyczną w wielkim zespole kanonicznym
- Potencjał termodynamiczny w wielkim zespole kanonicznym
- Przypadek gazu doskonałego w wielkim zespole kanonicznym w fizyce klasycznej
- Przypadek gazu fotonowego w wielkim zespole kanonicznym w fizyce klasycznej
- Przykłady innych zespołów statystycznych kanonicznych w fizyce klasycznej
- Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej kwantowej
- Statystyki w fizyce kwantowej
- Obliczanie sumy statystycznej
- Wielka suma statystyczna dla fermionów i bozonów
- Funkcje Fermiego-Diraca i Bosego Einsteina
- Parastatystyki
- Statystyki kwantowe statystyczne oparte na statystyce rozkładu normalnego
- Cząstki o innych statystykach
- Idealne gazy kwantowe
- Fluktuacje w zespole kanonicznym i wielkim zespole kanonicznym
[edytuj] Mechanika teoretyczna
- Definicja momentu pędu
- Moment pędu we współrzędnych cylindrycznych
- Moment pędu we współrzędnych sferycznych
[edytuj] Pola skalarne i wektorowe
- Równanie toru dla ciała w polu sił centralnych
- Pole grawitacyjne
- Masa grawitacyjna i bezwładna
- Natężenie pola grawitacyjnego
- Energia ciała w polu grawitacyjnym
- Potencjał ciała w polu ciężkości
- Zależności między potencjałem a natężeniem pola grawitacyjnego
- Potencjał pola i energia ciała w polu jednorodnym
- Prawo Gaussa
- Równanie Poissona dla pola grawitacyjnego
- Cyrkulacja pola grawitacyjnego
- Prawa Keplera
[edytuj] Teorie względności
[edytuj] Szczególna teoria względności
- Kinematyka w teorii względności
- Trasformacje prędkości od układu odniesienia K do K', i odwrotnie
- Spojrzenie na macierz transformacji
- Transformacie współrzędnych przestrzennych i współrzędnej czasowej
- Zestaw transformacji od układu współrzędnych K do K'
- Interwał czasoprzestrzenny, jako niezmiennik transformacji
- Tensor metryczny w szczególnej teorii względności
- Stożek światła
- Druga zasada dynamiki
- Czterowektor prędkości i pędu
- Czterowektor siły
- Praca, energia w teorii względności
- Wzór na całkowitą energię w zależności od pędu i masy spoczynkowej
- Dylatacja czasu
- Skrócenie długości
- Transformacja częstotliwości fali elektromagnetycznej dla względnej prędkości źródła i odbiornika
[edytuj] Ogólna teoria względności
- Przypomnienie szczególnej teorii względności
- Ruch cząstki pod wpływem stałej siły w szczególnej teorii względności
- Elementy ogólnej teorii względności
- Zasada równoważności
- Interwał czasoprzestrzenny
- Nieinercjalne układy odniesienia a czasoprzestrzeń
- Przykład numer jeden- ruch pod wpływem stałej siły
- Przykład numer 2- układ rotujący ze stałą prędkością kątową ω
- Linie geodezyjne
- Tensor Einsteina i stała kosmologiczna
- Tensor gęstości energii
- Lokalna zasada zachowania energii
- Zachowawcza własność tensora energii i zachowawczość innych wielkości
- Definicja tensora energii
- Równania pola Einsteina
- Element objętości w układzie współrzędnych w ogólnej teorii względności
- Pochodna wyznacznika tensora metrycznego względem elementów tensora metrycznego
- Ogólna teoria względności według Hilberta
- Słabe pola grawitacyjne
[edytuj] Mechanika kwantowa
- Podstawy mechaniki kwantowej
- Teoria atomu Bohra
- Teoria atomu wodoru Sommerfelda
- Zjawisko Comptona
- Postulaty mechaniki kwantowej
- Postulat zerowy
- Postulat pierwszy
- Współrzędne położenia i pędu w reprezentacji klasycznej i kwantowej
- Operator energii kinetycznej
- Kwadrat operatora momentu pędu we współrzędnych kulistych
- Operatory współrzędnych momentu pędu we współrzędnych kulistych
- Operatory z definiowane w oparciu o operatory współrzędnych momentu pędu we współrzędnych kulistych
- Komutacja współrzędnych operatorów fizycznych
- Komutacja współrzędnych operatora położenia
- Komutacja współrzędnych operatora pędu
- Komutacja współrzędnych operatorów położenia i pędu
- Komutacja współrzędnych operatora momentu pędu
- Komutacja operatorów kwadratu momentu pędu i pewnej współrzędnej operatora momentu pędu
- Komutacja operatorów ciąg dalszy
- Fizykalne własności funkcji kulistych
- Postulat drugi
- Zagadnienie własne operatora położenia
- Funkcja Diraca
- Zagadnienie własne operatorów pędu
- Zagadnienie własne operatora momentu pędu współrzędnej zetowej
- Zagadnienie własne operatora kwadratu momentu pędu
- Zagadnienie własne operatora energii cząstki swobodnej
- Ruch cząstki w polu potencjalnym o symetrii sferycznej
- Atom wodoru w mechanice kwantowej
- Postulat trzeci
- Postulat czwarty
- Hamiltonian czyli operator energii E cząstki
- Równanie falowe niezależna od czasu
- Równanie falowe zależne od czasu
- Wyprowadzenie równania falowego zależnego i niezależnego od czasu
- Nieoznaczność czasu i energii
- Rozwiązanie równania zależnego od czasu przy hamiltonianie niezależnym od czasu
- Gęstość znalezienia cząstki w całej przestrzeni trójwymiarowej
- Charakter falowy funkcji stanu
- Wybrane zagadnienia kwantowej fizyki klasycznej dla Hamiltonianu zależnego od czasu
- Elementy zagadnień z klasycznej mechaniki kwantowej
- Kwantowa teoria całkowitego momentu pędu
- Wprowadzenie do teorii wektorów Diraca i operatory kreacji i anihilacji
- Zasada superpozycji stanów
- Zespoły czyste i mieszane
- Własności wektorów "bra" i "ket"
- Operatory w przestrzeni Hilberta
- Zagadnienie własne operatorów hermitowskich
- Wektory i wartości własne w widmie dyskretnym
- Wektory i wartości własne w widmie ciągłym
- Wprowadzenie do transformacji unitarnej
- Obrazy według Schrodingera i Heisenberga
- Równanie ruchu dla niezależnego od czasu operatora (macierzy)
- Reprezentacja liczby obsadzeń-operatory kreacji i anihilacji fermionów
- Reprezentacja liczby obsadzeń-operatory kreacji i anihilacji bozonów
- Niezmienniczość hamiltonianu a prawa zachowania wielkości średniej
- Elementy zagadnień relatywistycznej mechaniki kwantowej
- Równanie Kleina-Gordona czyli kwantowy opis cząstek o spinie zerowym
- Atom wodoru według teorii Kleina-Gordona
- Równanie Diraca jako uogólnienie równania Kleina Gordona
- Uogólnienie klasycznego Hamiltonianu o moment magnetyczny elektronu
- Prawo zachowania momentu pędu a spin elektronu w teorii Diraca
- Atom wodoru według teorii Diraca
- Ruch swobodny elektronu według teorii Diraca
- Stany elektronu o ujemnej energii a istnienie pozytonu
- Wzory Eulera-Lagranga,globalna i lokalna symetria cechowania
- Przejście między równaniem Eulera-Lagrange'a a równaniem Newtona
- Przejście od układu sprężynek o długości a do układu ciągłego i jego Lagrangian
- Relatywistyczne równanie Kliena-Gordona,pole, jego Lagrangian
- Relatywistyczne równanie Diraca, pole i jego Lagrangian
- Równanie Kleina Gordona jako szczególny przypadek równania Diraca
- Globalna symetria cechowania czyli obrót o kąt niezależny od położenia
- Lokalna symetria cechowania czyli obrót o kąt zależny od położenia
- Maxwellowskie pole elektromagnetyczne a lokalna symetria cechowania
- Lagrangian Diraca a lokalna symetria cechowania z polem elektromagnetycznym
- Przejście między klasycznym i kwantowym Hamiltonianem a zasada wariacyjna Schwingera
- Zasada wariacyjna a pole Kleina-Gordona
- Zasada wariacyjna a pole Diraca
- Własności operatorów kreacji i anihilacji a pole Kliena-Gordona
- Funkcje Greena dla Hamiltonianu niezależnego od czasu
- Funkcje Greena dla Hamiltonianu zależnego od czasu
- Propagacja fali swobodnej i rozpraszanie się w obszarze krótkozasięgowego potencjału
- Asymptotyczne właściwości wektora własnego Hamiltonianu a jego przekroje
- Pole elektromagnetyczne i kwantowe jego własności
[edytuj] Algebra ogólna
[edytuj] Analiza funkcjonalna
[edytuj] Rachunek różniczkowy
- Pochodne n-tego rzędu według wzoru Leibniza
- Równania różniczkowe
- Równania rożniczkowe rzędu pierwszego
- Metoda rozdzielania zmiennych
- Równanie różniczkowe y'=f(ax+by+c)
- Równania różniczkowe jednorodne względem y'=f(x/y)
- Równanie różniczkowe typu funkcji y'=f((a x+b y+c)/(d x+e y+f))
- Równanie różniczkowe liniowe rzędu pierwszego
- Równanie różniczkowe liniowe jednorodne
- Równanie różniczkowe Bernoulliego
- Równanie różniczkowe Riccatiego
- Równanie różniczkowe Clairauta
- Równane różniczkowe Lagrange'a-D'Alemberta
- Równanie różniczkowe zupełne
- Równanie różniczkowe drugiego rzędu
- Równania rożniczkowe rzędu pierwszego
- Wielomiany Legendre'a
- Funkcje kuliste
[edytuj] Geometria analityczna
- Dodawanie wektorów
- Mnożenie przez liczbę
- Mnożenie skalarne dwóch wektorów
- Norma wektora
- Kąt między wektorami
- Układy współrzędnych
- Układ kartezjański
- Układ walcowy
- Układ sferyczny
- Transformacje współrzędnych
- Iloczyn wektorowy
[edytuj] Rachunek tensorowy
- Tensor kowariantny
- Tensor kontrawariantny
- Tensor metryczny
- Definicja symboli Christoffela
- Pochodna kowariantna o współrzędnych kowariantnych
- Pochodna kowariantna o współrzędnych kontrawariantnych
- Pochodna tensorowa iloczynu tensorów
- Właściwości przemienne koleiności wskaźników tensora Christoffela
- Uogólnienie tensora absolutnego
- Pochodna kowariantna o współrzędnych kowariantnych i kontrawariantnych
- Własności tensora metrycznego
- Wyznaczanie symboli Christoffela
- Tensor Riemanna-Christoffela dla tensorów kontrawariantny
- Tensor Riemanna-Christoffela dla tensorów kowariantnych
- Tensor Riemanna-Christoffela(tensor krzywizny) zdefiniowany przy pomocy tensorów metrycznych
- Tensorowy charakter tensora krzywizny
- Właściwości tensora krzywizny