直流電與交流電的區(qū)別

直流電與交流電的區(qū)別胡良摘要：對于直流電來說，從電壓及電流的波形來看，穩(wěn)態(tài)時(shí)直流電的波形就是一條直線。直流電的缺點(diǎn)是直流電壓的變換較困難（直流電壓不能升到高的電壓等級(jí)，導(dǎo)致在輸電線上的損耗相當(dāng)大）。對于交流電來說，交流電在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是隨時(shí)間周期變化的。變化的電流將會(huì)在空間激起變化的磁場，而變化的磁場又可生成電場。交流電的電壓等級(jí)可通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象（變壓器）來改變。關(guān)鍵詞：直流電，交流電，電容，電感，電流0引言對于直流電來說，從電壓及電流的波形來看，穩(wěn)態(tài)時(shí)直流電的波形就是一條直線。直流電的缺點(diǎn)是直流電壓的變換較困難（直流電壓不能升到高的電壓等級(jí)，導(dǎo)致在輸電線上的損耗相當(dāng)大）。對于交流電來說，交流電在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是隨時(shí)間周期變化的。變化的電流將會(huì)在空間激起變化的磁場，而變化的磁場又可生成電場。交流電的電壓等級(jí)可通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象（變壓器）來改變。例如：直流電流可直接通過電感；而電感能夠阻礙電流的變化，因此，交流電流通過電感時(shí)將受到阻礙。電容可存儲(chǔ)電荷，但是有一個(gè)電荷存儲(chǔ)量上限，因此，電容能夠阻斷直流電流；而交流電可從兩個(gè)方向給電容充電，因此交流電流可通過電容。值得注意的是，交流電與直流電本質(zhì)都是電勢差（電壓），都可在閉合回路中因電勢差形成電流。從光子，粒子及宇宙的任何客觀對象，其本地所擁有的總能量就是它擁有的能量子能量的簡單累加之和。光總是走最平穩(wěn)的路徑(極大值,極小值,甚至拐點(diǎn))；可表達(dá)為;δS=0；其中，S=?=Vp*C2，最小作用量，量綱，<[L^(3)T^(0而，S=tL=E=T-V，拉格朗日量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-假設(shè)，光子的勢能（V），V=0；則有，S=t對于單色光來說，S=?*Ct0t1δS=(t1-t0)δt1-對于場來說，可分為，標(biāo)量場，向量場（矢量場）及張量場。從經(jīng)典場的角度，可分為，靜電場，應(yīng)力場，應(yīng)變場，溫度場及濃度場等。從另一個(gè)角度來看可分為，復(fù)數(shù)場，實(shí)數(shù)場，旋量場，規(guī)范場（量子場）。根據(jù)量子三維常數(shù)理論，物質(zhì)是由荷（空間荷，質(zhì)量荷，電荷及磁荷等）及相應(yīng)的場（能量-動(dòng)量場，質(zhì)量場，電場及磁場等）組成的。從物理圖像來看，荷具有信號(hào)速度（最大的信號(hào)速度是真空中的光速）；而，場體現(xiàn)為糾纏（超距）。量子三維常數(shù)（物質(zhì)），又稱穩(wěn)定不變量原理；與參考系無關(guān)，符合洛倫茲變換。對于光子的能量（L，拉格朗日量）來說，可表達(dá)為，L=12=(Vp最小作用量原理是指物理學(xué)中表達(dá)客觀事物規(guī)律的一種方法。從一個(gè)角度比較客體一切可能的運(yùn)動(dòng)（經(jīng)歷），推導(dǎo)出客體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)（經(jīng)歷）可由作用量求極值得出（作用量最小的那個(gè)過程）。例如。光的最短路程原理。最小勢能原理，在幾何可能的一切容許的位移中，真實(shí)的位移總是使總勢能取最小值。換句話說，使總勢能取最小值者也一定是真實(shí)的位移。此外，體系的總勢能等于體系的變形勢能加上外力勢能。理論力學(xué)是研究剛體力學(xué)性能及運(yùn)行規(guī)律。研究的對象是簡單物體（質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)系，剛體，剛體系等）。核心邏輯是對簡單物體進(jìn)行受力分析。任何物體都具有不斷輻射，吸收及發(fā)射光子的本領(lǐng)。值得注意的是，輻射出去的光子在各個(gè)波段是不同的（具有一定的頻譜分布）；該分布與物體的本身特性及其溫度有關(guān)，體現(xiàn)為熱輻射。黑體是指入射的電磁波全部被吸收；黑體輻射情況只與其溫度有關(guān),而與組成材料無關(guān)。根據(jù)基爾霍夫輻射定律，在熱平衡狀態(tài)的物體，其所輻射能量與吸收能量之比與物體本身物性無關(guān),而只與波長及溫度有關(guān)。大爆炸宇宙論認(rèn)為：宇宙是由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于137億年前一次大爆炸后膨脹形成的。根據(jù)假說，提出星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。其主要觀點(diǎn)是認(rèn)為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化，如同一次規(guī)模巨大的爆炸。大爆炸理論的建立基于了兩個(gè)基本假設(shè)：物理定律普適性及宇宙學(xué)原理。宇宙學(xué)原理是指在大尺度上宇宙是均勻且各向同性的。爆炸之初，物質(zhì)只能以電子，質(zhì)子，光子及中微子等基本粒子形態(tài)存在。宇宙爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子核，原子及分子，并復(fù)合成為常見的氣體。氣體再逐漸凝聚成星云，星云再進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成所看到的宇宙。大爆炸理論屬于唯象理論。大爆炸理論的缺陷是邏輯出現(xiàn)了錯(cuò)誤。根據(jù)量子三維常數(shù)理論（真正的大統(tǒng)一理論），物質(zhì)總是在輻射光子，相當(dāng)于每一個(gè)物體都在時(shí)時(shí)發(fā)生大爆炸。也就是說，宇宙中的物質(zhì)都在同時(shí)發(fā)生大爆炸。宇宙是無窮大的，具有核式結(jié)構(gòu)。這樣，就可解釋所有的觀測現(xiàn)象了，包括，宇宙中輕元素豐度及宇宙微波背景輻射的存在（實(shí)驗(yàn)已觀測到的現(xiàn)象）。背景輻射（宇宙微波背景輻射，3K背景輻射）是一種黑體輻射（熱輻射）。背景輻射是一種充滿整個(gè)宇宙的電磁輻射。宇宙背景輻射是來自宇宙空間背景上的各向同性的微波輻射（微波背景輻射）；其特征與絕對溫標(biāo)（2.725K）的黑體輻射相同。宇宙微波背景是宇宙背景輻射，是觀測宇宙學(xué)的基礎(chǔ)。宇宙背景輻射在各個(gè)方向上幾乎一模一樣，而與任何恒星，星系等其他對象都毫無關(guān)系。宇宙背景輻射證明了宇宙是無窮大的，并且具有核式結(jié)構(gòu)。宇宙具有核式結(jié)構(gòu)（宇宙無窮大）是解釋宇宙微波背景的最佳模型。宇宙類似于一個(gè)無窮大的的黑體；而微波背景輻射的最重要的特征就是具有黑體輻射譜。黑體譜現(xiàn)象表明，微波背景輻射是無窮大的時(shí)空范圍內(nèi)的事件。因?yàn)橹挥型ㄟ^輻射與物質(zhì)之間的相互作用，才可能形成黑體譜。由于宇宙空間的物質(zhì)密度極低，輻射與物質(zhì)的相互作用也就極??；因引，觀測到的黑體譜必須起源于非常久之前。微波背景輻射具有極高度的各向同性，這意味著，在各個(gè)不同方向上，在各個(gè)相距非常遙遠(yuǎn)的天區(qū)之間，物質(zhì)之間存在過相互的聯(lián)系。此外，從太空所有方向來的輻射都具有完全相同的溫度，這意味著，宇宙是無窮大的（具有核式結(jié)構(gòu)）。當(dāng)恒星變小時(shí)，物質(zhì)粒子將靠得非常近。依據(jù)泡利不相容原理，物質(zhì)粒子必須有非常不同的速度；這使得物質(zhì)粒子互相散開并企圖使恒星膨脹。顯然，一顆恒星可因引力作用及不相容原理引起的排斥力達(dá)到平衡而保持其半徑不變。由于，不相容原理所能提供的排斥力具有一個(gè)極限。恒星中的粒子的最大速度差被相對論限制為光速。這意味著，恒星變得足夠緊致之時(shí)，由不相容原理引起的排斥力就會(huì)比引力的作用小。錢德拉塞卡計(jì)算出：一個(gè)大約為太陽質(zhì)量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力，該質(zhì)量就稱為錢德拉塞卡極限。如果一顆恒星的質(zhì)量比錢德拉塞卡極限小，它最后會(huì)將停止收縮并終于變成白矮星。白矮星是它物質(zhì)中電子之間的不相容原理排斥力所支持的。此外，質(zhì)量比錢德拉塞卡極限還大的恒星在耗盡其燃料時(shí)，在某種情形下，它們可能會(huì)爆炸（或拋出）足夠的物質(zhì)，使其質(zhì)量減少到極限之下，以避免引力坍縮。值得一提的是，對于恒星還存在另一可能的終態(tài)，中子星。根據(jù)量子三維常數(shù)理論，光子（包括，電子，質(zhì)子及中子等基本粒子）都具有空間荷（普朗克空間，剛性的球體結(jié)構(gòu)）；因此，一顆恒星不可能坍縮成一點(diǎn)。經(jīng)典力學(xué)最由牛頓建立，解析位移，速度，加速度及力等矢量間的關(guān)系。拉格朗日引入廣義坐標(biāo)概念，運(yùn)用達(dá)朗貝爾原理，得到與牛頓第二定律等價(jià)的拉格朗日方程。拉格朗日方程具選取廣義坐標(biāo)，使得拉格朗日方程的求解更簡約。振動(dòng)是粒子運(yùn)動(dòng)的一種形式，諧振子的振動(dòng)屬于最簡約的理想振動(dòng)模型。諧振子就是做簡諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)；做簡諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)就是諧振子。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來看，簡諧振動(dòng)是物體在某一個(gè)位置附近往復(fù)偏離該振動(dòng)中心位置(平衡位置)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)；而物體受力大小總是與其偏離平衡位置的距離成正比，并且受力方向總是指向平衡位置。1希格斯玻色子希格斯玻色子是一種自旋為零的玻色子。希格斯場可引起自發(fā)對稱性破缺，并將質(zhì)量賦予規(guī)范傳播子及費(fèi)米子。而希格斯粒子可通過自相互作用而獲得質(zhì)量。其它基本粒子在希格斯粒子形成的場中游弋并產(chǎn)生慣性，進(jìn)而形成質(zhì)量。希格斯場是一個(gè)標(biāo)量場，希格斯粒子沒有自旋，也就沒有內(nèi)在的角動(dòng)量。標(biāo)準(zhǔn)模型的缺陷就是該模型沒有辦法解釋物質(zhì)的質(zhì)量來源。希格斯粒子包含了一個(gè)中性與兩個(gè)帶電成分的區(qū)域。根據(jù)量子三維常數(shù)理論，希格斯玻色子可表達(dá)為：Vp?(+V?(-V2電容電容（Capacitance，電容量）是指在給定電位差下自由電荷的儲(chǔ)藏量，國際單位是法拉（F）。電荷在電場中將會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間擁有介質(zhì)時(shí)，則會(huì)阻礙電荷移動(dòng)，從而使得電荷累積在導(dǎo)體上（造成電荷的累積儲(chǔ)存），儲(chǔ)存的電荷量體現(xiàn)為電容（Cc）電容是指容納電荷的能力，任何靜電場都是由許多個(gè)電容組成（有靜電場就有電容）。例如：孤立導(dǎo)體與無窮遠(yuǎn)處構(gòu)成電容（導(dǎo)體接地等效于接到無窮遠(yuǎn)處，并與大地連接成整體）。電容（電容量）是表現(xiàn)電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量；電容與電容器所帶電量（Q）及電容器兩極間的電壓（U）等有關(guān)。Cc=Cc,電容，量綱，>[L^(-3)T^(3)]<，或，1/>[L^(3)T^(C,最大的信號(hào)速度（真空中的光速），量綱，>[L^(1)T^(-1)]<；Q,電容器所帶電量,量綱，<[-L^(3)T^(-1)]>；U,電容器兩極間的電壓,量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<；S,為電容極板的正對面積，量綱，>[L^(2)T^(0)]<；ε0,真空介電常數(shù)，量綱，>[L^(0)T^(εr，是相對介電常數(shù)，量綱，>[L^(0)T^(ε，介電常數(shù)，量綱，>[L^(0)T^(1d,電容極板的距離，量綱，>[L^(1)T^(0)]<；3電感電感（物理學(xué)量）是閉合回路的一種屬性。當(dāng)電流通過線圈后，在線圈中可形成磁場感應(yīng)，而感應(yīng)磁場又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流來抵制通過線圈中的電流。電感是表達(dá)由于線圈電流變化，在本線圈（或在另一線圈）中引起感應(yīng)電動(dòng)勢效應(yīng)的電路參數(shù)。值得注意的是，電感是自感及互感的總稱。從另一個(gè)角度來看，感生電動(dòng)勢大小與電流變化率成正比，其比例因數(shù)稱為電感（L）。電感是閉合回路的一種屬性（當(dāng)通過閉合回路的電流改變時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢來抵抗電流的改變），該電感就稱為自感（閉合回路本身的屬性）。線圈的自感（L）為自感電動(dòng)勢（eL）與電流的時(shí)間導(dǎo)數(shù)（dI/dt）的比值并冠以負(fù)號(hào)，即，L=-eL,自感，量綱，>[L^(3)T^(-1)]<；eL，自感電動(dòng)勢，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(I，電流，量綱，>[L^(1)T^(-1)]<；t，時(shí)間，量綱，>[L^(0)T^(1)]<；值得一提的是，假設(shè)一個(gè)閉合回路的電流改變，由于感應(yīng)作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢于另外一個(gè)閉合回路，這種電感就稱為互感。顯然，互感是指在線性磁媒質(zhì)中，具有兩個(gè)相鄰的線圈。4阻抗的內(nèi)涵阻抗是指在具有電阻，電感及電容的電路里，對電路中電流所起的阻礙作用。換句話說，阻抗體現(xiàn)的是電路中電壓與電流的聯(lián)系，可表達(dá)為：Z=UZ，阻抗，對電路中電流所起的阻礙作用，量綱，>[L^(3)T^(-2U，電路中的電壓，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-I，電路中的電流，量綱，>[L^(1)T^(-值得注意的是，電阻器是耗能元件，而電容器及電感器是儲(chǔ)能元件。電阻是真實(shí)消耗電場能量（阻抗的實(shí)數(shù)部分）；電容及電感是虛的電磁能量消耗（阻抗的虛數(shù)部分）。從另一個(gè)角度來看，阻抗（Z）的實(shí)部就是電阻，阻抗（Z）的虛部就電抗。更進(jìn)一步來看，電容的對交流電的阻礙作用（電抗）可稱為，容抗（電抗）；而，電感的對交流電的阻礙作用（電抗）可稱為，感抗（電抗）。顯然，電阻，容抗及感抗之和，可統(tǒng)稱為阻抗。具體來說，電阻（R）是實(shí)數(shù)部分（能量消耗）；容抗及感抗是虛數(shù)部分（能量的虛消耗，體現(xiàn)為儲(chǔ)存及釋放）。電容與電感的阻抗特性具有對偶性（于容抗來是相位順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，感抗是相位逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了90°）。電阻的阻抗，可表達(dá)為：ZR=ZR，電阻的阻抗，量綱，>[L^(3)T^(UR，電壓，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(IR，電流，量綱，>[L^(1)T^(-R，電阻，量綱，>[L^(3)T^(-電感的阻抗，可表達(dá)為：ZL=ZL，電感的阻抗，量綱，>[L^(3)T^(UL，電壓，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(IL，電流，量綱，>[L^(1)T^(-ω，頻率，量綱，>[L^(0)T^(-1)]<；L，電感量，量綱，>[L^(3)T^(-j，相位，量綱，>[L^(0)T^(0電容的阻抗，可表達(dá)為：ZCZC，電容的阻抗，量綱，>[L^(3)T^(UC，電壓，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(IC，電流，量綱，>[L^(1)T^(-j，相位，量綱，>[L^(0)T^(0ω，頻率，量綱，>[L^(0)T^(-1)]<；CC，電容量，量綱，>[L^(-3)T^(值得一提的是，Cc=CC，電容量，量綱，>[L^(U，電壓，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-d，電容極板的距離，量綱，>[L^(1)T^(0Q,電容器所帶電量,量綱，<[-L^(3)T^(-1)]>；C,最大的信號(hào)速度（真空中的光速），量綱，>[L^(1)T^(-1)]<。根據(jù)阻抗的內(nèi)涵，阻抗與電阻類似（都滿足廣義上的歐姆定理）；如果，電路當(dāng)中的電阻，電感及電容是串聯(lián)關(guān)系時(shí)，該電路的等效阻抗（Zeq）ZeqX,電抗，量綱，>[L^(3)T^(-2)]<。5光子的內(nèi)涵對于處在真空中的光子來說，第一條，運(yùn)動(dòng)的光子，其速度總是光速（C）。第二條，運(yùn)動(dòng)的光子具有能量（E），E＝h＊f＝m＊C＾2。第三條，運(yùn)動(dòng)的光子具有質(zhì)量（動(dòng)質(zhì)量，m）；并且，其運(yùn)動(dòng)速度總是光速（C）。第四條，光子的頻率（f）越大，則光子的能量（E）就大；光子的能量（E）越大，則光子的質(zhì)量（動(dòng)質(zhì)量，m）越大；但是光子的運(yùn)動(dòng)速度仍是光速（C）。第五條，靜止的光子沒有速度，也沒有質(zhì)量，也沒有能量。第六條，結(jié)論，光子的運(yùn)動(dòng)速度總是光速（C）；光子的運(yùn)動(dòng)速度（C）與光子的能量（E）大小無關(guān)；光的運(yùn)動(dòng)速度（C）與光子的質(zhì)量（動(dòng)質(zhì)量，m）大小無關(guān)。有質(zhì)量（動(dòng)質(zhì)量，m）的光子，其運(yùn)動(dòng)速度總是光速（C）。量子三維常數(shù)理論（真正的大統(tǒng)一理論）揭開了宇宙的秘密。光子表達(dá)式，?*CVp=[V=[Vp=V此外，對于光子來說，?*C從空間曲率的角度來看，1λ=值得一提的是，真空中運(yùn)動(dòng)的光子，其運(yùn)動(dòng)速度就是光速（最大的信號(hào)速度）；并且，光子的光速與光子的質(zhì)量無關(guān)。從能量的角度來看，光子的能量（E）可表達(dá)為：E=從質(zhì)量的角度來看，光子的質(zhì)量（m）可表達(dá)為：m=(顯然，光子的質(zhì)量（m）與光速（C）無關(guān)，僅與光子的波長（λ）有關(guān)。一對光子相互碰撞可形成正負(fù)電子對。兩個(gè)自旋相反的電子可形成電子對,可表達(dá)為：{-顯然，電子對之間的力是磁力（磁荷之間的力），磁荷之間力的大小與距離成反比。從另一個(gè)角度來看，電子對之間的力就是糾纏態(tài)的本質(zhì)。6狹義相對論狹義相對論是由愛因斯坦，洛侖茲，龐加萊及閔可夫斯基等創(chuàng)立的，屬于在慣性參考系下的時(shí)空理論（四維時(shí)空）。光子相對光源都是光速，光子相對于任何光源都是光速；這意味著，光速是光子的內(nèi)稟屬性，與參考系無關(guān)。依據(jù)狹義相對論，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增加(質(zhì)速關(guān)系)，同時(shí)，空間及時(shí)間也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化（發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)）。值得一提的是，從相對論的質(zhì)增公式與能量守恒的角度來分析。孤立量子體系的能量守恒（與參考系無關(guān)）。從另一個(gè)角度來看，洛倫茲變換的本質(zhì)就是孤立量子體系的能量守恒；孤立量子體系的能量守恒與參考系無關(guān)。Energyconservationofisolatedquantumsystems(independentofthereferenceframe).Fromanotherpointofview,theessenceofLorentztransformationistheconservationofenergyinisolatedquantumsystems;Theenergyconservationofanisolatedquantumsystemisindependentofthereferencesystem.孤立量子體系相對于參考系的能量與參考系有關(guān)，體現(xiàn)為伽利略變換。Theenergyoftheisolatedquantumsystemrelativetothereferencesystemisrelatedtothereferencesystem,whichisembodiedintheGalileotransformation.顯然，洛倫茲變換與伽利略變換是完全不同的邏輯體系。Obviously,LorentztransformationandGalileotransformationarecompletelydifferentlogicsystems.洛倫茲變換揭示了孤立量子體系的內(nèi)稟屬性；孤立量子體系的內(nèi)稟屬性與參考系無關(guān)。伽利略變換揭示了孤立量子體系相對于參考系的屬性；對于不同的參考系，該孤立量子體系的屬性有所不同。Lorentztransformationrevealstheintrinsicpropertiesofisolatedquantumsystem;Theintrinsicpropertiesofisolatedquantumsystemsareindependentofthereferencesystem.Galileotransformationrevealsthepropertiesofisolatedquantumsystemrelativetothereferencesystem;Fordifferentreferencesystems,thepropertiesoftheisolatedquantumsystemaredifferent.值得一提的是，根據(jù)相對論的質(zhì)增公式：m=mm,物體（例如，光子）以速度（Vr）相對于參考系運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量，m0，物體（例如，光子）靜止時(shí)的質(zhì)量，Vr量綱，>[L^(1)T^(-1)]<;C,最大的信號(hào)速度（真空中的光速），量綱，>[L^(1)T^(-1)]<。第一種情況，當(dāng)，Vrm≈m這意味著，低速（物體相對于參考系的速度較低）運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體（例如，光子）的動(dòng)質(zhì)量（m）與物體（例如，光子）的靜質(zhì)量（m0第二種情況，對于光子來說，其速度是光速；而，光子的靜止質(zhì)是零，m0此時(shí)，光子的動(dòng)質(zhì)量（m）可表達(dá)為：m=m這意味著，光子的動(dòng)質(zhì)量（m）可以是任意大小。更進(jìn)一步來看，光子相對于參考系的能量（E）可表達(dá)為：E=m*C即，m值得注意的是，對于宏觀的物體來說，V質(zhì)增公式可表達(dá)為（根據(jù)量子三維常數(shù)理論）：mngmng,物體以速度（Vnr）mn，物體靜止時(shí)的質(zhì)量，Vnr,物體相對于參考系的速度（物體與參考系相互靠近）,量綱，>[L^(1)T^(-Vn,物體內(nèi)稟的信號(hào)速度（小于真空中的光速），量綱，>[L^(1)T^(當(dāng)，Vnrmng這意味著，低速（物體相對于參考系的速度較低）運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)質(zhì)量（mng）與物體的靜質(zhì)量（m更進(jìn)一步來看，物體相對于參考系的能量（Eng）,Eng假設(shè)，VnEng7經(jīng)典諧振子與量子諧振子振動(dòng)是粒子運(yùn)動(dòng)的一種形式，諧振子的振動(dòng)屬于最簡約的理想振動(dòng)模型。諧振子就是做簡諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)；做簡諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)就是諧振子。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來看，簡諧振動(dòng)是物體在某一個(gè)位置附近往復(fù)偏離該振動(dòng)中心位置(平衡位置)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)；而物體受力大小總是與其偏離平衡位置的距離成正比，并且受力方向總是指向平衡位置。電學(xué)的諧振是指，電磁學(xué)物理量的強(qiáng)度在一個(gè)中值上下進(jìn)行波動(dòng)（類似運(yùn)動(dòng)學(xué)諧振的）。此外，將定態(tài)薛定諤方程應(yīng)用于一維諧振子（或三維諧振子）系統(tǒng)，可求解得到其波函數(shù)及能量。根據(jù)量子三維常數(shù)理論，諧振子的內(nèi)涵就是能量守恒定理（孤立量子體系），諧振子的動(dòng)能（Enk）與勢能（Un）換句話說，諧振子（孤立量子體系）的邏輯就是，在孤立量子體系（諧振子）的背景空間保持不變時(shí)，該孤立量子體系的能量總是守恒的；并且，諧振子的動(dòng)能與諧振子的勢能之間相互轉(zhuǎn)換。例如1，對于光子來說，可表達(dá)為：Vp=m=m*顯然，E=L=Vp，空間荷（普朗克空間），量綱，<[L^(3)T^(C，最大的信號(hào)速度（真空中的光速），量綱，>[L^(1)T^(-1?,普朗克常數(shù)，量綱，<[L^(3)T^(0)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；S?,最小作用量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-1E，光子的總能量（內(nèi)能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；L，光子的拉格朗日量（內(nèi)能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-Ek，光子的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(U，光子的勢能，量綱，{<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<}*>[L^(1)T^(0)]<i,相位，量綱，>[L^(0)T^(0)]<。這意味著，光子的內(nèi)能（拉格朗日量）與參考系無關(guān)，體現(xiàn)為洛倫茲變換。值得一提的是，光子相對于參考系的能量，則是光子的哈密頓量（H）；光子的哈密頓量（H）與參考系有關(guān)，體現(xiàn)為伽利略變換。H=EH，光子的哈密頓量（與參考系有關(guān)），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<。更進(jìn)一步來說，可表達(dá)為：Vp=m*C=[m*C=E=EErO,光子的自旋能，量綱，<[L^(3)T^(-2)]>*>[L^(2)T^(-1)]<從另一個(gè)角度來看，對于光子來說，可表達(dá)為：Vp=m=m=E顯然，E=L=例如2，對于由N個(gè)基本粒子組成的孤立量子體系來說，可表達(dá)為：Vn=m=m=E顯然，EnVn,該孤立量子體系的空間荷，量綱，<[L^(3)T^(Vn,該孤立量子體系的信號(hào)速度（不能超過真空中的光速），量綱，>[L^(1)T^(-1?n,該孤立量子體系的普朗克常數(shù)，量綱，<[L^(3)T^(0)]>*>[L^(2)T^(-S?,該孤立量子體系的最小作用量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-1En,孤立量子體系的總能量（內(nèi)能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(Ln=En,量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；Enk,孤立量子體系的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(Un,孤立量子體系的勢能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<*>[L^(1)T^(0i,相位，量綱，>[L^(0)T^(0)]<。這意味著，孤立量子體系的內(nèi)能（拉格朗日量，Ln值得一提的是，孤立量子體系相對于參考系的能量，則是孤立量子體系的哈密頓量（H）；孤立量子體系的哈密頓量（H）與參考系有關(guān)，體現(xiàn)為伽利略變換。H=EH，孤立量子體系的哈密頓量（與參考系有關(guān)），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<。例如，對于飛行器與地球來說；第一種情況，飛行器圍繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)飛行器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可表達(dá)為：Vn=m=E則，飛行器的總能量（內(nèi)能，En），即，拉格朗日量（Ln顯然，En第二種情況，飛行器垂直落向地球，相對于地球（參考系）的能量（哈密頓量，H），可表達(dá)為：H=EH，孤立量子體系的哈密頓量（與參考系有關(guān)），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<。更進(jìn)一步來看，Vn=m=m=E=E其中，Enro,孤立量子體系的自旋能，量綱，<[L^(3)T^(-2)]>*>[L^(2)T^(-1值得一提的是，對于真空中運(yùn)動(dòng)的孤立量子體系來說，其運(yùn)動(dòng)速度就是其信號(hào)速度（Vn并且，孤立量子體系的信號(hào)速度與該孤立量子體系的質(zhì)量無關(guān)。從能量的角度來看，孤立量子體系的能量（En）En=N*其中，mn，孤立量子體系的質(zhì)量，量綱，<[L^(3)T^(-1Vn，孤立量子體系的信號(hào)速度，量綱，>[L^(1)T^(-1mn?，從光子質(zhì)量的角度表達(dá)孤立量子體系的質(zhì)量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>C，最大的信號(hào)速度（真空中的光速），量綱，>[L^(1)T^(-1)]<從質(zhì)量的角度來看，孤立量子體系的質(zhì)量（mnmn顯然，孤立量子體系的質(zhì)量（mn）與孤立量子體系的信號(hào)速度（Vn）無關(guān)，僅與孤立量子體系的波長（從量子力學(xué)的角度來看，在一維情況下，諧振子勢下的定態(tài)薛定諤方程可表達(dá)為：-?假設(shè)，x0而，ξ=x/x0;其中，?,普朗克常數(shù)，量綱，<[L^(3)T^(0)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；m，粒子的質(zhì)量，量綱，<[L^(3)T^(-f,粒子的頻率，量綱，>[L^(0)T^(-1)]<;x0,粒子原波長，量綱，>[L^(1)T^(x,粒子的波長，量綱，>[L^(1)T^(0)]<；Ψx,粒子的波函數(shù)，量綱，1/[L^(6)T^(-3E,粒子的總動(dòng)量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；m*f2*x2，粒子的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-將上述變量代入定態(tài)薛定諤方程中，可得到以下無量綱化的方程：d2dξ(2)Ψ然后，在一定邊界條件，進(jìn)行演算；可解出了諧振子勢的本征值解：En=8熱力學(xué)定律的內(nèi)涵8.1熱力學(xué)具有四大定律。熱力學(xué)第零定律，假如，系統(tǒng)（A）與系統(tǒng)（B）熱平衡，而系統(tǒng)（B）與系統(tǒng)（C）熱平衡時(shí)，則系統(tǒng)（A）與系統(tǒng)（C）也同時(shí)熱平衡，熱力學(xué)第一定律，能量守恒定律（包括熱能）。物體（系統(tǒng)）內(nèi)能的增加等于該物體（系統(tǒng)）吸收的熱量及對該物體所作的功的總和。換句話說，任意過程中系統(tǒng)從周圍環(huán)境吸收的熱量，對環(huán)境所做的功及系統(tǒng)內(nèi)能增量之間在數(shù)量上守恒。也就是說，熱量可從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，也可與其它能量相互轉(zhuǎn)換；但是在轉(zhuǎn)換過程中，其能量的總值保持不變。可表達(dá)為：dU=δQ-δW，其中，dU，孤立量子體系的內(nèi)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-δQ，過程中微小的熱量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-δW，過程中微小的功，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<。值得注意的是，熱傳遞過程:

系統(tǒng)吸熱Q>0，系統(tǒng)放熱Q<0；做功過程:

系統(tǒng)對環(huán)境做功W>0，環(huán)境對系統(tǒng)做功W<0。?U=U2-U1，表達(dá)系統(tǒng)的內(nèi)能增量；值得注意的是，熱量（Q）及功（W）與過程有關(guān)。Q=?U-W,假如，該功（W）是系統(tǒng)對環(huán)境（或環(huán)境對系統(tǒng)）的體積功，則有，Q=?U-P*V=H；其中，Q，熱量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-?U，內(nèi)能變化，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-W，功，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-P，孤立量子體系的壓強(qiáng)，量綱，>[L^(2)T^(-V，孤立量子體系的體積，量綱，>[L^(2)T^(-H，焓，與背景空間有關(guān)，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)（P）保持不變，則可進(jìn)一步表達(dá)為：Q=?U-P*?V。熱力學(xué)第二定律，機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)換成熱能，而熱能不能完全轉(zhuǎn)化成功。一個(gè)過程的自由能降低就能自發(fā)進(jìn)行；能自發(fā)進(jìn)行的過程，其自由能必然降低。這就是，自由能是自發(fā)過程的判據(jù)。值得注意的是，熵增定律是描述這種不可逆過程；熱量從高溫物體流向低溫物體是不可逆的，熵是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，表達(dá)式為:S=1TdQ其中，S,表示熵，量綱，<[L^(3)T^(0)]>Q,表示熱量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-T,表示溫度,量綱，>[L^(2)T^(-3)]<。該表達(dá)式的物理內(nèi)涵是:一個(gè)系統(tǒng)的熵等于該系統(tǒng)在一定過程中所吸收(或耗散)的熱量除以它的絕對溫度。只要有熱量從系統(tǒng)內(nèi)的高溫物體流向低溫物體，系統(tǒng)的熵就會(huì)增加:孤立系統(tǒng)的熵總是趨向于熵增，最終達(dá)到熵的最大狀態(tài)（系統(tǒng)的最混亂無序狀態(tài)）。值得一提的是，對開放系統(tǒng)，有可能趨向熵減，從而達(dá)到有序狀態(tài)。此外，信息可表示系統(tǒng)的有序程度；信息量看是系統(tǒng)有序性（或組織程度）的量度。信息量越大，則系統(tǒng)越有序。因此，信息意味著負(fù)熵（熵減）。熱力學(xué)第三定律，絕對零度不可能達(dá)成（但可無限趨近）。處于一定已知宏觀約束條件下大量粒子組成的客觀實(shí)體，稱為熱力學(xué)體系，也稱為系統(tǒng)。體系之外的個(gè)體稱為環(huán)境，體系和環(huán)境之間有相互作用，如熱源是與體系交換熱量的環(huán)境，并保持體系與熱源溫度一致，它應(yīng)該是物質(zhì)的量及熱容的無限大的客觀實(shí)體。8.2熱力學(xué)物理量的內(nèi)涵根據(jù)量子三維常數(shù)理論，對于由N個(gè)基本粒子組成的孤立量子體系來說，可表達(dá)為：Vn=m=E顯然，EnEn,孤立量子體系的總能量（內(nèi)能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(Ln量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；Enk,孤立量子體系的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(Un,孤立量子體系的勢能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<*>[L^(1)T^(i,相位，量綱，>[L^(0)T^(0這意味著，孤立量子體系的內(nèi)能（拉格朗日量，Ln值得一提的是，孤立量子體系相對于參考系的能量，則是孤立量子體系的哈密頓量（H）；孤立量子體系的哈密頓量（H）與參考系有關(guān)，體現(xiàn)為伽利略變換。H=EH，孤立量子體系的哈密頓量（與參考系有關(guān)），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<。從熱力學(xué)的角度來看，En=En，孤立量子體系內(nèi)稟的總能量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(Ln，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；U，孤立量子體系的內(nèi)能（熱力學(xué)），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-T=dEkdVT，孤立量子體系的溫度，>[L^(2)T^(-Ek，孤立量子體系的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(V，孤立量子體系的體積，量綱，>[L^(3)T^(0P，孤立量子體系的壓強(qiáng)，量綱，>[L^(2)T^(-3Un量綱，{<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<}*>[L^(1)T^(0)]<。自由能（Ek）是指在某一個(gè)熱力學(xué)過程中，系統(tǒng)減少的內(nèi)能（U）中可以轉(zhuǎn)化為對外做功的部分；其衡量的是，在一個(gè)特定的熱力學(xué)過程中，系統(tǒng)可對外輸出的有用能量。自由能可分為亥姆霍茲自由能及吉布斯自由能。8.3亥姆霍茲自由能及吉布斯自由能某一個(gè)熱力學(xué)過程中，系統(tǒng)減少的內(nèi)能中可轉(zhuǎn)化為對外做功的部分就稱為自由能；換句話說，在一個(gè)特定熱力學(xué)過程中，系統(tǒng)可對外輸出的有用能量就稱為自由能。自由能可分為亥姆霍茲自由能（A）及吉布斯自由能（G）。亥姆霍茲自由能（A）可表達(dá)為：A=U-TdS;其中，A，系統(tǒng)的亥姆霍茲自由能（相當(dāng)于系統(tǒng)的勢能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；U，系統(tǒng)的能量（內(nèi)能，總能量，拉格朗日量，符合洛倫茲變換量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；T，系統(tǒng)的溫度，量綱，>[L^(2)T^(-3S，系統(tǒng)的熵，量綱，<[L^(3)T^(0TdS，系統(tǒng)的熵能（動(dòng)能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；吉布斯自由能（G）可表達(dá)為：G=U-TdS+PV=H-TdS;其中，G,系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）的吉布斯自由能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；U，系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）的能量（內(nèi)能，總能量，拉格朗日量，符合洛倫茲變換量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；T，系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）的溫度，量綱，>[L^(2)T^(-3S，系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）的熵，量綱，<[L^(3)T^(0TdS，系統(tǒng)的熵能（動(dòng)能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；P,系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）的壓強(qiáng)，量綱，>[L^(2)T^(-3)]<；V,系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）的體積，量綱，>[L^(3)T^(0)]<；PV，系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）外部（環(huán)境）給該系統(tǒng)提供的勢能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；H=U+PV,系統(tǒng)（熱力學(xué)系統(tǒng)）的焓，相當(dāng)于哈密頓量，與背景空間（參考系）有關(guān)，體現(xiàn)為系統(tǒng)的內(nèi)能（U）加上外界（背景空間）提供的勢能（PV）量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<。此外，亥姆霍茲自由能（A）的微分形式是:dA=-SdT-PdV+μdN其中，P是壓強(qiáng)，V是體積，μ是化學(xué)勢。μ，，化學(xué)勢，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<值得一提的是，1摩爾化學(xué)純物質(zhì)的吉布斯函數(shù),可用符號(hào)μ表達(dá)。假如，用G表達(dá)熱力學(xué)系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)，而用n表達(dá)系統(tǒng)中物質(zhì)的摩爾數(shù)；則，對于多元系，以ni表示第i組元的摩爾數(shù)，則第i組元的化學(xué)勢μi表示在溫度T、壓強(qiáng)E及其他組元的摩爾數(shù)μj不變的條件下，每增加1摩爾i組元時(shí)，系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)的增量。換句話說，化學(xué)勢(μ)就是吉布斯自由能對成分的偏微分，化學(xué)勢又稱為偏摩爾勢能。偏摩爾量都是系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)，強(qiáng)度性質(zhì)在物理化學(xué)中常寫成偏微商的形式。亥姆霍茲自由能（A）可被理解成是系統(tǒng)內(nèi)能的一部分（勢能屬性），這部分能量在可逆等溫過程中被轉(zhuǎn)化成功。在粒子數(shù)不變的等溫過程中，系統(tǒng)對外界所做的功一定只能小于（或者等于）其自由能的減少；也就是說，系統(tǒng)自由能的減少就是等溫過程中系統(tǒng)對外界所做的最大功。值得注意的是，自由能體現(xiàn)了熱力學(xué)系統(tǒng)的勢能屬性。9，黑體的溫度內(nèi)涵對于光子來說，可表達(dá)為：Vp=m*顯然，光子的溫度(Ｔ)可表達(dá)為：Ｔ＝E對于由N個(gè)基本粒子組成的孤立量子體系來說，可表達(dá)為：Vn=m=E顯然，EnEn,孤立量子體系的總能量（內(nèi)能），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(Ln量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；Enk,孤立量子體系的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(Un,孤立量子體系的勢能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<*>[L^(1)T^(i,相位，量綱，>[L^(0)T^(0顯然，該孤立量子體系的溫度(Tn)Tn從另一個(gè)角度來看，孤立量子體系等價(jià)于黑體，這意味著，該黑體（孤立量子體系）的溫度就是，Tn宇宙是無窮大的（具有核式結(jié)構(gòu)），宇宙可理解為，無窮大的黑體。當(dāng)，n?∞，體現(xiàn)為宇宙的黑體溫度（Tn∞）；宇宙的黑體溫度（Tn∞量綱，>[L^(2)T^(-3)]<。這就是，宇宙微波背景輻射的本質(zhì)。值得一提的是，在宇宙中，對于具體的某一個(gè)光子來說，其能量（E）可表達(dá)為：E=(V其溫度（Ｔ）可表達(dá)為：Ｔ＝EkVp=m*10，理論力學(xué)的應(yīng)用對于中心力場來說，粒子的內(nèi)能（拉格朗日量，L）可表達(dá)為：L=T+i*V=T-(其中，L，粒子的內(nèi)能（拉格朗日量），量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-T，粒子的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-i,虛數(shù)，表達(dá)相位，量綱，>[L^(0)T^(0)]<；V，粒子的勢能，量綱，{<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-2)]<}*>[L^(1)T^(0m，粒子的質(zhì)量，量綱，<[L^(3)T^(-V，粒子的速度，量綱，>[L^(1)T^(-1)]<；r,粒子的矢量速度，量綱，>[L^(1)T^(-1)]<；r,粒子的矢量長度，量綱，>[L^(1)T^(0)]<；θ,粒子的相位角，量綱，>[L^(0)T^(0)]<；θ,粒子的相位角變化，量綱，>[L^(0)T^(-1)]<。而，m*[r-r*其中，r，粒子的矢量加速度，量綱，>[L^(1)T^(-這意味著，該粒子在，r,方向的受力符合牛頓力學(xué)。以及，m*r(2)*其中，J，粒子角動(dòng)量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-?n，粒子的普朗克常數(shù)，量綱，<[L^(3)T^(0)]>*>[L^(2)T^(這意味著，該粒子在,θ,方向（相位）不受力，體現(xiàn)為該粒子的角動(dòng)量（相當(dāng)于該粒子的普朗克常數(shù)）守恒。從另一個(gè)角度來看，該粒子（在有心力場中）的能量（E）可表達(dá)為：E=1=1=12m*顯然，E-1值得注意的是，對于單粒子來說，單粒子薛定諤（Schrodinger）方程可表達(dá)為：i??或，i1或，i1其中，Ψ，該粒子的波函數(shù)，量綱，1/{<[L^(3)T^(0)]>*>[L^(3)T^(-3)]<}顯然，薛定諤（Schrodinger）方程與粒子在中心力場的能量具有等價(jià)性。E-1而，理論力學(xué)是研究剛體力學(xué)性能及運(yùn)行規(guī)律。研究的對象是簡單物體（質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)系，剛體，剛體系等）。核心邏輯是對簡單物體進(jìn)行受力分析。這意味著，物質(zhì)是由空間荷（具有剛性）及相應(yīng)的場組成的。薛定諤（Schrodinger）方程的粒子也是空間荷（具有剛性）及相應(yīng)的場組成的。11，最小勢能原理最小勢能原理，在幾何可能的一切容許的位移中，真實(shí)的位移總是使總勢能取最小值。換句話說，使總勢能取最小值者也一定是真實(shí)的位移。此外，體系的總勢能等于體系的變形勢能加上外力勢能。最小勢能原理是指當(dāng)一個(gè)體系的勢能（相對于參考系）處于最小時(shí)，該系統(tǒng)將會(huì)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。例如，如果一個(gè)小球在曲面上運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)?shù)竭_(dá)曲面的最低點(diǎn)位置時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)趨向于穩(wěn)定平衡。值得一提的是，勢能最小原理與虛功原理具有相同的內(nèi)涵。如果物體的勢能沒有達(dá)到最低（局部極小值），則其總要設(shè)法變化到其最小的勢能位置（勢能極小值）。最小勢能原理體現(xiàn)為勢能駐值原理；駐值可以是極大值（隨遇平衡），也可以是極小值；值得一提的是，極小值不一定是最小值；但是，最小值一定是極小值。滿足平衡微分方程的位移可使得勢能取得極小值。最小勢能原理與參考系有關(guān)，體現(xiàn)為伽利略變換。最小勢能原理類似于熵增原理。12最小作用量的表達(dá)式：孤立量子體系的內(nèi)能（與參考系無關(guān)，符合洛倫茲變換），即，孤立量子體系的能量（L，拉格朗日量）總是守恒的。孤立量子體系的能量（L，拉格朗日量）由孤立量子體系的動(dòng)能（T）及孤立量子體系的勢能（V）組成。當(dāng)孤立量子體系的動(dòng)能（T）達(dá)到極大值時(shí)，則該孤立量子體系的勢能（V）同時(shí)達(dá)到極小值。反之，當(dāng)孤立量子體系的動(dòng)能（T）達(dá)到極小值時(shí)，則孤立量子體系的勢能（V）同時(shí)達(dá)到極大值。由于，孤立量子體系的能量（L，拉格朗日量）總是守恒的（與參考系無關(guān)，符合洛倫茲變換）。值得注意的是，孤立量子體系的能量（L，拉格朗日量）與經(jīng)典物理學(xué)能量（與參考系有關(guān)，符合伽利略變換）內(nèi)涵完全不同。顯然，L=T+符號(hào)，-V，內(nèi)涵：由于孤立量子體系的能量（L）總是守恒的；因此，孤立量子體系的動(dòng)能（T）趨向于變大時(shí)，孤立量子體系的勢能（V從另一個(gè)角度來看，如果，孤立量子體系的動(dòng)能（T）趨向于變大時(shí)，而孤立量子體系的勢能（V）也相應(yīng)地趨向于變大；則孤立量子體系的能量（L）將變得更大，顯然，違反能量守恒定律。值得一提的是，孤立量子體系的能量（L，拉格朗日量）體現(xiàn)為洛倫茲變換。經(jīng)典物理學(xué)的能量體現(xiàn)為伽利略變換。顯然，孤立量子體系的能量（L，拉格朗日量）與經(jīng)典物理學(xué)的能量（與參考系有關(guān)，體現(xiàn)為伽利略變換）的內(nèi)涵有所不同。第一種情況，從對路程積分的角度來分析作用量，孤立量子體系的作用量（S）可表達(dá)為：S=?其中，S，作用量，量綱，<[L^(3)T^(0)]>*>[L^(2)T^(-2)]<q0，坐標(biāo)起點(diǎn)，量綱，>[L^(1)T^(0)]q1，坐標(biāo)終點(diǎn)，量綱，>[L^(1)T^(0)]P，動(dòng)量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(1)T^(-1)]<。第二種情況哈密頓作用量定義為：S=?S，哈密頓作用量，量綱，<[L^(3)T^(0)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；t0，初始時(shí)間，量綱，>[L^(0)T^(1)]<t1，終止時(shí)間，量綱，>[L^(0)T^(1T，孤立量子體系的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<V，孤立量子體系的的勢能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；L，孤立量子體系的拉格朗日量，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<在滿足約束的所有可能的運(yùn)動(dòng)軌跡中，真實(shí)軌跡的作用量取最小值。換句話說，在所有可能的運(yùn)動(dòng)軌跡中，真實(shí)軌跡的作用量一定取極值。第三種情況拉格朗日方程，ddtq,廣義坐標(biāo)，量綱，>[L^(1)T^(0)]<q,廣義速度，量綱，>[L^(1)T^(-1)]<L=T-V,量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]<；T，孤立量子體系的動(dòng)能，量綱，<[L^(3)T^(-1)]>*>[L^(2)T^(-2)]