数学物理学
Mathematical physics
数学物理学(mathematieal physies)
数学物理学是物理学的一个领域,其目的是在
假定物理学基本定律已经知道的条件下,主要依靠
数学上求解的方法来为已较好地确立了的物理学理
论推导出结果。其所以能成为一种富有成效的方法,
主要是由于在理论物理学不同领域中所提出的一些
数学问题之间存在着紧密类似之处。在许多不同的
课题中都会遇到同样的一组偏微分方程.
数学物理学中的某些问题的例子如下:
1,行星运动的理论,特别是经典的三体问题,
例如一个小行星在太阳和木星的综合影响下的运
动、刚体的回转运动。
2.势论,主要应用于静电学和非粘滞流体的流
体力学中,如贝塞尔(Bessel)函数和勒让德(IJegen-
dre)多项式等许多重要的特殊函数就是与势论共同
发展起来的。复变函数对于二维间题很有用‘
3.振动理论,确定一给定形状的区域或由以不
同方式相互作用着的物体组成的系统的电磁振动或
弹性振动的简正模式。在诸如微波空腔理论、声学和
地震学等方面,振动理论也起着重要作用。在这里一
些特殊数学函数也很重要。
4.波的传播,包括例如对电磁波或声波的衍射
问题的精确解。
5.波动力学间题的求解,例如氦原子或氢分子
或在散射过程中所遇到的问题,这些问题复杂到得
不出直接的解析解,但仍可足够简单而精确地解出。
在这里变分法是最有用的。
6.扩散问题,例如中子在物质中的扩散、热传
导和统计力学中的输运现象。
7.色散理论,其中涉及到一体系对不同频率的
外力的反应。物质的光学性质、等离子体物理学和高
能物理学就是其中的一些例子。
8.在流体力学、弹性理论等中的非线性问题。
9.与统计力学相关的概率论问题。
直到第二次世界大战期间,数学物理学的主要
技巧还是求出问题的解析的数学解。自从第二次世
界大战以后,高速计算机已经变得愈来愈重要,并且
业已对许多原本不能用解析方法求解的问题实现了
数值解法。
数学物理学这一名词有时候作为理论物理学的
同义语来使用。参阅“理论物理学”(t heoretical
physies)条。
〔贝蒂(H.A.Bethe)撰]