正则变换

描述经典动力学系统的状态的坐标和动量之间的一种变换,这种变换保持了哈密顿运动方程的形式不变。

广义坐标(q1q2,…,qN)和广义动量(p1p2,…,p N)联合表示的正则方程

。 (1)

施行广义动量和广义坐标的共同变换:

。 (2)

使正则方程组式(1)变换成以(Q1Q2,…,Q NP1P2,…,P N;t)表示的动力学方程组,若这方程组能依旧保持正则方程组的形式,即有

, (3)

那么变换式(2)称为正则变换,式中K为这体系用新变量(Q1Q2,…,Q NP1P2,…,P Nt)所表示的新哈密顿函数。

为了保证变换式(2)的逆变换存在,必须满足

施行正则变换的目的是要把原正则方程组式 (1)变换成较易求解的正则方程组式(3)。

接连二次正则变换的合成变换,显然也是一种正则变换。正则变换的逆变换显然也是正则变换。广义坐标和广义动量原封不动的情况也可看作全同变换。这样,正则变换能适合这三种特性,称为它具有群的性质。正则变换在理论物理中有广泛的应用。