Physics 板


LINE

複數空間,雖然可以看成是由兩個實數維度所組合而成 但是因為複數本身帶有代數結構,其加法與乘法可以形成體結構 (單純的二維實數線性空間並不具有這樣的代數結構) 這樣的代數結構,讓複數可以廣泛應用於各個層面 ========== 舉一個廣泛應用於電機領域的例子:phasor (這與波動方程有關的物理量中,時常在推導過程中看到 i,在本質上有類似之處) 在電機領域中,大家最關心的幾個物理量,不外乎就是電壓,電流,電阻(阻抗) 但一旦要處理時變問題時,虛數就時常出現在公式之中 比如,以複數表示(交流)電壓值,以複數表示(交流)電流值,以複數表示阻抗值.... 初看之下,似乎覺得很奇怪 電壓與電流是很明確的物理量,電壓是多少多少伏特,電流是多少多少安培 那帶虛數 i 的電壓與電流,代表什麼含義呢? 當然,如果我們仔細看整個理論結構,會發現 這個 i 的存在,對應到實際用電表或示波器所量到的電壓與電流 虛數 i 某種程度則代表時變的電壓與電流於波動時的相位差 換句話說,在給定一個固定頻率下 電壓與電流的實數值與虛數值,則是代表其時變的振幅與相位的 phasor 換算 既然虛數並不是真實的量測值,而只是一種換算值 那我們為何還要這麼大費周章,特別引入複數,只是用來間接表達電壓與電流值? ========== 使用複數,其實沒有其它用意,更沒有因為引入虛數而帶來新的物理量 就純粹是借重它那非常好用的代數特性,簡化所處理的問題 其實,在整個計算過程中,完全把虛數拿掉,也是不會有任何問題 只是,不使用虛數,整個計算式 就會出現一大堆 A cos + B sin 這類式子 而 電壓 = 電流 * 阻抗 這類簡單純代數的算式,則會換成複雜的微分方程 換句話說,不想使用虛數也行,代價就是要耗費較繁複的計算過程來處理問題 複數的代數特性,大大簡化了這類原本帶有 sin cos 的計算過程 所以複數在電機領域的應用相當普遍,電子電路,訊號處理 電波相關領域(傳輸線,波導管,天線,微波電路所常用的 Smith chart),... 都是使用複數來處理問題 可以這麼說,電機領域從大二進入專業課程開始,就在使用複數處理問題 電機系裡的三電:電子學,電路學,電磁學,全都在玩複數 某種程度而言,波動方程也有類似的特性 所以相關的問題,出現虛數 i,其實也不太令人意外 --



※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 114.32.58.129
1F:推 sunev:我贊成這篇的想法 11/14 02:38
2F:推 waddler:電學可以全用實數改寫出等價的方程式 量力不行 11/14 02:42
3F:→ waddler:所以量力的虛數並非只是為了計算方便 是有物理意義的 11/14 02:43
4F:推 sunev:水汀格方程式是線性的,所以實部虛部可以拆開來寫.... 11/14 02:46
5F:推 xgcj:因為李代數有複化 實化的問題 所以一定會有i 11/14 02:48
6F:→ xgcj:我們當然可以將所有有i的地方 全部都用矩陣來代替 但是這樣 11/14 02:49
7F:→ xgcj:會太冗長了 又沒必要 為什麼有些東西要用到矩陣 是因為矩陣帶 11/14 02:49
8F:→ xgcj:的資訊可以比較多 就像 SO(2,R)和U(1)是等價的 但是你將SO(2) 11/14 02:51
9F:→ xgcj:仔細來看 你會發現他重複得資訊太多了 所以有時你會覺得U(1) 11/14 02:52
10F:→ xgcj:較好用 11/14 02:52
11F:→ xgcj:SO(2,R)你裡面只有一參數 U(1)也是一個參數 拓撲結構都一樣 11/14 02:54
12F:→ xgcj:但是SO(2)占的版面比較大 所以我們有時候會比較不喜歡用他 11/14 02:55
13F:→ xgcj:但是 在某些方面來講 大家又比較喜歡SO(2) 因為它可以將R2裡 11/14 02:56
14F:→ xgcj:向量的內積 好好的定義起來 而且又比較直觀 相對的如果你用 11/14 02:57
15F:→ xgcj:U(1)其實也是可以做完全一樣的事情 但是裡面會牽扯到一堆i 11/14 02:58
16F:→ xgcj:所以對些情形來說 並不是大家都喜歡用的 11/14 02:59
17F:→ xgcj:i可以簡化運算 矩陣有時比較直觀 11/14 03:01
18F:→ xgcj:至於量子力學用i 我相信是這樣子比較簡潔 11/14 03:02
19F:推 newmind:分析真好 11/14 03:07
20F:推 waddler:google來的對岸文章 http://0rz.tw/xfprA 他做了計算論證 11/14 03:17
21F:→ sneak: 向量的內積 好好的定義 https://muxiv.com 08/13 15:54
22F:→ sneak: 所以對些情形來說 並不 https://daxiv.com 09/17 13:55
23F:→ sneak: 所以量力的虛數並非只是 https://noxiv.com 11/09 11:59
24F:→ sneak: U(1)其實也是可以做 https://daxiv.com 01/02 14:35
25F:→ muxiv: U(1)其實也是可以做 https://moxox.com 07/06 22:36







like.gif 您可能會有興趣的文章
icon.png[問題/行為] 貓晚上進房間會不會有憋尿問題
icon.pngRe: [閒聊] 選了錯誤的女孩成為魔法少女 XDDDDDDDDDD
icon.png[正妹] 瑞典 一張
icon.png[心得] EMS高領長版毛衣.墨小樓MC1002
icon.png[分享] 丹龍隔熱紙GE55+33+22
icon.png[問題] 清洗洗衣機
icon.png[尋物] 窗台下的空間
icon.png[閒聊] 双極の女神1 木魔爵
icon.png[售車] 新竹 1997 march 1297cc 白色 四門
icon.png[討論] 能從照片感受到攝影者心情嗎
icon.png[狂賀] 賀賀賀賀 賀!島村卯月!總選舉NO.1
icon.png[難過] 羨慕白皮膚的女生
icon.png閱讀文章
icon.png[黑特]
icon.png[問題] SBK S1安裝於安全帽位置
icon.png[分享] 舊woo100絕版開箱!!
icon.pngRe: [無言] 關於小包衛生紙
icon.png[開箱] E5-2683V3 RX480Strix 快睿C1 簡單測試
icon.png[心得] 蒼の海賊龍 地獄 執行者16PT
icon.png[售車] 1999年Virage iO 1.8EXi
icon.png[心得] 挑戰33 LV10 獅子座pt solo
icon.png[閒聊] 手把手教你不被桶之新手主購教學
icon.png[分享] Civic Type R 量產版官方照無預警流出
icon.png[售車] Golf 4 2.0 銀色 自排
icon.png[出售] Graco提籃汽座(有底座)2000元誠可議
icon.png[問題] 請問補牙材質掉了還能再補嗎?(台中半年內
icon.png[問題] 44th 單曲 生寫竟然都給重複的啊啊!
icon.png[心得] 華南紅卡/icash 核卡
icon.png[問題] 拔牙矯正這樣正常嗎
icon.png[贈送] 老莫高業 初業 102年版
icon.png[情報] 三大行動支付 本季掀戰火
icon.png[寶寶] 博客來Amos水蠟筆5/1特價五折
icon.pngRe: [心得] 新鮮人一些面試分享
icon.png[心得] 蒼の海賊龍 地獄 麒麟25PT
icon.pngRe: [閒聊] (君の名は。雷慎入) 君名二創漫畫翻譯
icon.pngRe: [閒聊] OGN中場影片:失蹤人口局 (英文字幕)
icon.png[問題] 台灣大哥大4G訊號差
icon.png[出售] [全國]全新千尋侘草LED燈, 水草

請輸入看板名稱,例如:BuyTogether 或 站內搜尋

TOP