ローレンツ変換と反ローレンツ変換

運動量PとエネルギーE


・ローレンツ変換の場合

  P=γ・{P+β・E/c}

  E/c=γ・{β・P+E/c}

P=0とE=E0 より

  P=γ・β・E0/c

    E’=γ・E0

    

    P=0の場合 E0=0・c^2 とおくと

        E’=γ・m0・c^2=m・c^2

               =γ・m0

          P’=γ・β・E/c=γ・(V/c)・m0・c =m・V

    (E/c)^2-(P^2=(E0/c)^2 =(m0・c)^2 ≧0

     |/c|≧|P   ∴ c ≧ |V|(等号はm0=0)

    

 

・反ローレンツ変換の場合

  P=γ・{β・P+E/c}

  E/c=γ・{P+β・E/c}

P=0とE=E0 より

  P=γ・E0/c

    E’=γ・β・E0

 

P=0の場合 E0=0・c^2 とおくと

’=γ・β・m0・c^2=m・c^2

               m=γ・β・m0

          P’=γ・E/c=γ・m0・c=m・c/β=m・V

    (E/c)^2-(P^2=-(E0/c)^2 =-(m0・c)^2 ≦0

     |/c|≦|P   ∴ c ≦ |V|(等号はm0=0)

 

補足

・群速度Vgと位相速度Vp

 

(E/c)^2-(P^2  = ±(m0・c)^2 より

 (2・E/c^2)・dE =2・P・dP

 |dE/dP’||(P/E|・c^2

 |g| =|1/Vp|・c^2    ∴|g||p|=^2

 

(i)c ≧ |g|の場合

   (c^2)/|g| ≧c

        Vp ≧c

(ii)c ≦ |g|の場合

   (c^2)/|g| ≦c

        Vp ≦c

相対性原理+交換関係→(1)式

・前提
4元位置演算子 4元運動量演算子
S系 Xμ Pμ
S’系 X'μ P'μ
(μ=0,1-3) X0 >0
・定義
   K=X0+X1
L=X0-X1
M=P0+P1
N=P0-P1

・単位系
h=2・π

・交換関係([P'μ,X'μ]=[Pμ,Xμ])
[P'0,X'0]=[P0,X0]=i
[P'1,X'1]=[P1,X1]=-i
 
    [M',K']=[M,K]=0
 [N',L']=[N,L]=0

・一次変換式(AないしDは定数)
X1’=A・X1+B・X0
X0’=C・X0+D・X1

P1’=A・P1+B・P0
P0’=C・P0+D・P1

・計算
[P'0,X'0]=ⅰ・(C^2-D^2)    ∴ C^2-D^2 =1 
[P'1,X'1]=ⅰ・(B^2-A^2))  ∴ B^2-A^2 =-1 
∵[P0,X1]+[P1,X0]=0
cf)[P0,X1]=-ⅰ・P1・c(光速)/H
 H=√((|P|・c)^2+(m・c^2)^2)
 
[M',K']=-ⅰ・( (A+D)^2-(B+C)^2) )=0
[N',L']=-ⅰ・( (A-D)^2-(B-C)^2) )=0
∴ A・D=B・C

    C^2-D^2 =1  C^2-B^2 =1 
B^2-A^2 =-1      ⇒ D^2-A^2 =-1
A・D=B・C C・D=A・B
cf)
B^2・(1-C^2/D^2)=-1 ∴B^2=D^2
C^2・(1-B^2/A^2)=1  ∴C^2=A^2
A=C=coshθ
B=D=sinhθ
K'L'=(X'0)^2-(X'1)^2
=(C・X0+D・X1)^2-(A・X1+B・X0)^2
=(C^2-B^2)X0^2
  +2・(C・D-A・B)X0X1
+(D^2-A^2)X1^2
= X0^2-X1^2 =KL ・・・(1)式
・結論
 (X'0)^2-(X'1)^2 ≠ -(X0^2-X1^2) 

シュレーディンガー方程式


・S系

 -i1Ψ=P1Ψ

i0Ψ=P0Ψ

 

・記号

  tanhθ=β=V/c

  Ψ:波動関数

  ∂1=∂/∂x1

0=∂/∂x0

  P0=H/c

  P1:(x1方向)運動量

 

・ローレンツ変換式

  x’1coshθ・x1sinhθ・x0

’0coshθ・x0sinhθ・x1

 

1coshθ・P’1sinhθ・P’0

0coshθ・P’0sinhθ・P’1

 

 ∂1coshθ・∂’1sinhθ・∂’0

0coshθ・∂’0sinhθ・∂’1

 

・S

icoshθ・∂’1sinhθ・∂’0)Ψ=(coshθ・P’1sinhθ・P’0)Ψ -(A)

 icoshθ・∂’0sinhθ・∂’1)Ψ=(coshθ・P’0sinhθ・P’1)Ψ -(B)

 

(A)×coshθ-(B)×sinhθより、   -i’1Ψ=P’1Ψ

(A)×sinhθ-(B)×coshθより、     i’0Ψ=P’0Ψ

 

 

無名のヒト
ローレンツ変換と反ローレンツ変換
0
  • 0円
  • ダウンロード

4 / 18

  • 最初のページ
  • 前のページ
  • 次のページ
  • 最後のページ
  • もくじ
  • ダウンロード
  • 設定

    文字サイズ

    フォント