雅可比坐標
外觀
在多體系統的研究中,常用雅可比坐標來簡化數學計算。這一坐標系統可以用於多個領域,尤其是天體物理[3],以及多原子分子和化學反應[4] 。一個用於N體問題建立雅可比坐標的算法是利用二元樹[5]。這一算法可以這樣描述:
質量分別為mj和mk的兩個物體用一個質量為M = mj + mk的虛擬物體代替。同時,用相對坐標向量rjk = xj − xk和質心坐標向量Rjk = (mj qj + mkqk)/(mj + mk)來替代兩個物體原來的坐標向量xj和xk。二元樹中的一個節點即為這一虛擬物體。它有兩個子節點,左子節點為mk,右子節點為mj。對N-1個物體重複以上步驟。
四體問題的結果是[2]:
其中:
向量R是所有物體的質心:
參考資料
[編輯]- ^ David Betounes. Differential Equations. Springer. 2001: 58; Figure 2.15.
- ^ 2.0 2.1 Patrick Cornille. Partition of forces using Jacobi coordinates. Advanced electromagnetism and vacuum physics. World Scientific. 2003: 102 [2012-11-18]. ISBN 981-238-367-0. (原始內容存檔於2020-08-11).
- ^ 示例見Edward Belbruno. Capture Dynamics and Chaotic Motions in Celestial Mechanics. Princeton University Press. 2004: 9. ISBN 0-691-09480-2.
- ^ John Z. H. Zhang. Theory and application of quantum molecular dynamics. World Scientific. 1999: 104. ISBN 981-02-3388-4.
- ^ Hildeberto Cabral, Florin Diacu. Appendix A: Canonical transformations to Jacobi coordinates. Classical and celestial mechanics. Princeton University Press. 2002: 230. ISBN 0-691-05022-8.