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矢量运算,唯物辩证地,从3维空间发展为4维时空,到多维时空(3)
7.各维[1线矢]、矢算、各种[多线矢]、[标量]、各物理矢量、量纲、
对于正交系、平直坐标:
A(3)[1线矢]={A(3)j[j基矢],j=1到3求和},有正、负,双向,
模长:A(3)={A(3)[1线矢]点乘A(3)[1线矢]}^(1/2)
A(3)[1线矢]叉乘B(3)[1线矢]=AB(3)[1*线矢]
={(A(3)kB(3)l- A(3)lB(3)k)[j基矢],jkl=123循环求和},
A、B,都取正向,AB为正向,A、B,互取反向,AB为负向,
模长:AB(3)={AB(3)[1*线矢]点乘AB(3)[1*线矢]}^(1/2)
={(A(3)kB(3)l-A(3)lB(3)k)^2[j标量],jkl=123循环求和}^(1/2),
AB(3)[1*线矢]与A(3)[1线矢]、B(3)[1线矢],都正交,
B(3)[1线矢]叉乘A(3)[1线矢]=BA(3)[1*线矢]
={(B(3)kA(3)l-B(3)lA(3)k)[j基矢],j=1到3求和},
A、B,都取正向,BA为正向,A、B,互取反向,BA为负向,
BA(3)[1*线矢]与A(3)[1线矢]、B(3)[1线矢],都正交,
BA(3)[1*线矢]=-AB(3)[1*线矢],互为反向,
A(3)[1线矢]点乘B(3)[1线矢]=A.B(3)[标量]
={A(3)jB(3)j[标量],j=1到3求和},
=B(3)[1线矢]点乘A(3)[1线矢]=B.A(3)[标量]
A、B,同取,正或反向,AB和BA都为正值,A、B,互取反向,AB和BA都为负值,
(A(3)[1线矢]叉乘B(3)[1线矢])叉乘C(3)[1线矢]
=AB(3)[1*线矢]叉乘C(3)[1线矢]=ABC(3)[标量](ABC(3)[行列式])
={(A(3)kB(3)l- A(3)lB(3)k)C(3)j[标量]jkl=123循环求和},
A(3)1 B(3)1 C(3)1
ABC(3)[行列式]=A(3)2 B(3)2 C(3)2 ,
A(3)3 B(3)3 C(3)3
各物理量的量纲可由3个基本量纲:长度r [L]、时间t[T]、质量m[M],按其与3者的关系式,统一表达。
r(3)[1线矢]={r(3)j[j基矢],j=1到3求和},有正、负,双向,
模长:r(3)={r(3)[1线矢]点乘r(3)[1线矢]}^(1/2)
={r(3)j^2,j=1到3求和}^(1/2),(线),量纲:[L],
微分[算符]:
d, 量纲:[T],
δ(3)[1线矢]={δ[j基矢]/δr(3)j, j=1到3求和},量纲:[L]^(-1),
r1(3)[1线矢]叉乘r2(3)[1线矢]=r12(3)[1*线矢]
={(r1(3)kr2(3)l-r1(3)lr2(3)k)[j基矢],jkl=123循环求和},
模长:r12(3)={r1(3)[1*线矢]叉乘r2(3)[1*线矢]}^(1/2)
={(r1(3)kr2(3)l-r1(3)lr2(3)k)^2[j标量],jkl=123循环求和}^(1/2),
r12(3)[1*线矢]与r1(3)[1线矢]、r2(3)[1线矢],都正交,
r2(3)[1线矢]叉乘r1(3)[1线矢]=r21(3)[1*线矢]
={(r2(3)kr1(3)l-r2(3)lr1(3)k)[j基矢],j=1到3求和},
r21(3)[1*线矢]与r1(3)[1线矢]、r2(3)[1线矢],都正交,
r21(3)[1*线矢]=-r12(3)[1*线矢],互为反向,
r1(3)[1线矢]点乘r2(3)[1线矢]=r1.r2(3)[标量]
={r1(3)jr2(3)j[标量],j=1到3求和},
=r2(3)[1线矢]点乘r1(3)[1线矢]=r2.1(3)[标量]
={r2(3)jr1(3)j[标量],j=1到3求和},
r1、r2,同取,正或反向,r1.2和r2.1都为正向,r1、r2,互取反向,r1.2和r2.1都为反向,
(r1(3)[1线矢]叉乘r2(3)[1线矢])叉乘r3(3)[1线矢]
=r12(3)[1*线矢]叉乘r3(3)[1线矢]=r123(3)[标量],(r123(3)[行列式])
={(r1(3)kr2(3)l-r1(3)lr2(3)k)r3(3)j[标量]jkl=123循环求和},
(r1(3)[1线矢]叉乘r2(3)[1线矢])叉乘r3(3)[1线矢]
=r12(3)[1*线矢]叉乘r3(3)[1线矢]=ABC(3)[标量]
={(r1(3)kr2(3)l-r1(3)lr2(3)k)r3(3)j[标量]jkl=123循环求和},
(体),量纲:[L]^3,
r1(3)1 r2(3)1 r3(3)1
模长r123(3)=r123(3)[行列式]=r1(3)2 r2(3)2 r3(3)2 ,
r1(3)3 r2(3)3 r3(3)3
(r1(3)[1线矢]叉乘r2(3)[1线矢])点乘r3(3)[1线矢]
=r12(3)[1*线矢] 点乘r3(3)[1线矢]=r12.3(3)[1*线矢]
={[(r1(3)kr2(3)l-r1(3)lr2(3)k)r3(3)l
-(r1(3)kr2(3)l-r1(3)lr2(3)k)r3(3)k][j基矢]jkl=123循环求和},
r12.3(3)[1*线矢]与r2(3)[1线矢]同方向,与r1(3)[1线矢]、r3(3)[1线矢]都正交。
r1、r2、r3,都取正向,r12.3为正向,取反向,r12.3为负向。
v(3)[1线矢]=dr(3)[1线矢]/dt
={dr(3)j[j基矢]/dt,j=1到3求和}
={v(3)j[j基矢],j=1到3求和},有正、负,双向,
模长:v(3)={v(3)[1线矢]点乘v(3)[1线矢]}^(1/2)
={v(3)j^2,j=1到3求和}^(1/2),(线),量纲:[L][T]^(-1),
加速度[1线矢]=v(3)[1线矢]的时间导数:
a(3)[1线矢]=dv(3)[1线矢]/dt
={dv(3)j[j基矢]/dt,j=1到3求和}
={a(3)j[j基矢],j=1到3求和},有正、负,双向,
模长:a(3)={a(3)[1线矢]点乘a(3)[1线矢]}^(1/2)
={a(3)j^2,j=1到3求和}^(1/2),(线),量纲:[L][T]^(-2),
动量[1线矢]=质量m乘v(3)[1线矢]:
p(3)[1线矢]=mv(3)[1线矢]
=m{v(3)j[j基矢],j=1到3求和}
={p(3)j[j基矢],j=1到3求和},有正、负,双向,
模长:p(3)={p(3)[1线矢]点乘p(3)[1线矢]}^(1/2)
={p(3)j^2,j=1到3求和}^(1/2),(线),量纲:[M][L][T]^(-1),
运动力[1线矢]=p(3)[1线矢]的时间导数:
f运动(3)[1线矢]=dp(3)[1线矢]/dt
={dp(3)j[j基矢]/dt,j=1到3求和}
=m{a(3)j[j基矢],j=1到3求和},有正、负,双向,
模长:f运动(3)={f运动(3)[1线矢]点乘f运动(3)[1线矢]}^(1/2)
=m{a(3)j^2,j=1到3求和}^(1/2)=m{a(3)j,j=1到3求和}
=ma(3),(线),量纲:[M][L][T]^(-2),
3维空间偏分[1线矢]={偏(3)j[基矢j]/偏r(3)j,j=1到3求和},
3维空间自旋[1线矢]=3维空间偏分[1线矢]叉乘3维空间动量[1线矢]:
s(3)[1线矢]={(偏p(3)l/偏r(3)k)[基矢j],jkl=123循环求和},其模长:s(3)={(偏p(3)l/偏r(3)k)^2, jkl=123循环求和}^(1/2),
其量纲:[M][T]^(-1),
3维空间自旋力(即:离心力)[1线矢]:
fs(3)[1线矢] =v(3)[1线矢]叉乘s(3)[1线矢]
={v(3)j(偏p(3)l/偏r(3)k)[基矢j],jkl=123循环求和},其模长:
fs(3)={(v(3)j偏p(3)l/偏r(3)k)^2, jkl=123循环求和}^(1/2),
其量纲:[M][L][T]^(-2),
电荷量为q1在距其电荷中心r(3)处的静电势[1线矢]:
s电(3)[1线矢]={q1[基矢j]/r(3),j=1到3求和}
={q1[基矢j]/(r(3)j^2,j=1到3求和)^(1/2),j=1到3求和},
电荷量分别为q1、q2,的静电力:
f电(3)[1线矢]=s电(3)[1线矢]的时间导数=q1q2{v(3)j/(r(3)j^2,j=123求和)^(3/2),j=1到3求和},
其量纲:[M][L][T]^(-2),
电量q,量纲:[M]^(1/2)[L]/[T]^(1/2),
相应的磁力=3维空间偏分[1线矢]叉乘(3维空间偏分[1线矢]叉乘q2s电(3)[1线矢]):
f磁(3)[1线矢]=q1q2{偏(3)j[(偏r(3)l/偏r(3)k-偏r(3)k/偏r(3)l)
/(r(3)j^2,j=123求和)^(3/2)]/偏r(3)j
,jkl=123循环求和}[基矢j],
其量纲:[M][L][T]^(-2),
引力与2粒子间3维空间距离的平方成反比,质量分别为m1、m2,的引力:
f(3)引=km1m2/r(3)^2,其量纲:[M][L][T]^(-2),
k的量纲:[K]= [M]^(-1)[L]^3[T]^(-4),
实际上,由量纲分析,就统一了运动力与引力的质量m。
引力常量k[约=6.685x10^(-8) [厘米]^3/([克][秒]^4)] 很小。
因引力常量很小,而使引力与f(3)电或磁相比,可以忽略。
其实,以上的各种3维矢量都可以有1维(j=1)、2维(j=1到2求和)、3维(j=1到3求和)空间的3种矢量和模长。
3维空间的各种力,其相应运动方程的解,都是相应的圆锥曲线,没有不同能级,不能产生静止质量=0的粒子,不能形成任何波。
3维空间力矢量作功:
f (3)[矢]从r(3)1到r(3)2作功:
dw(3)=f (3)[矢]点乘dr(3)[矢]从r(3)1到r(3)2积分
=m(dv/dt)dr(3),从r(3)1到r(3)2积分
=m((v(3)2)^2-(v(3)1)^2)/2,[标量]
其量纲:[M][L]^2[T]^(-2),
(未完待续)
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