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级数对物理有什么用

发布时间:2022-12-16 02:28:34

㈠ 能形象说下傅里叶级数的物理意义吗

傅里叶级数对于求量子物理方面的问题有重要作用
一般都是通过傅里叶变化把难解的题解出
傅里叶级数可以表示在某点出现电子的概率

㈡ 级数有什么用

级数在实际的生活中的直接应用并不多.
级数是分析数学中的一个比较基本的分支.
级数主要是作为工具在数值分析, 近似计算, 计算机编程, 物理学等相关领域得到重用的.
级数在应用数学中的应用还是很广泛的.

㈢ 为什么基元反应的级数和反应物化学反应系数会相同级数到底在物理意义上意味着什么

对于基元反应,就是只一步就能生成产物的反应,也就是单纯分子间的碰撞(我用的是碰撞理论,简单)就可以发生反应,所以反应级数和反应分子数会相同。但是这两者之间其实是没有联系的。反应级数是个宏观的概念。就是根据速率方程中,反应物浓度的指数相加,而分子数则是微观的概念,讨论的是要发生一个微观的反应,需要几个分子参与的问题。有些时候,分子数和级数是不相同的。比如说零级反应,可不是零分子反应。

㈣ 级数有什么用处

这个问题很大!犹如有人问加减乘除有什么用一样。级数在数学上的应用基本是就如同四则运算差不多,可以说到处都能用到,只不过有很多时候你不知道而已。举例来讲:过去所有的数学用表,现在的计算器内置常数,如:对数、三角函数、三角对数、平方根、立方根……实际上都是用级数计算得来的。还有我们常用的π、e等等,没有级数也不可能计算得到多少位有效数字。再如:波形分析,这在振动、声学、电学等等学科中是经常遇到的,波形分析的基本工具就是把波形分解成傅里叶级数;可能你现在只接触的等差、等比级数,其实级数天地里广阔的很呢!

㈤ 泰勒级数相较于傅里叶级数有什么用

泰勒公式用途太广了,但是主要不是在物理学上,主要是数学本身的用途。
傅里叶级数展开的是三角的叠加,主要是在处理信号上有很大作用。但是傅里叶级数有很大缺陷,比如傅里叶级数的敛散性很难判断,对于非周期函数需要进行相对繁杂的傅立叶变换,对于数学研究是不方便的。一般非周期函数是不会用傅立叶变换来处理或者分析。当然物理电学和信号学上大多是周期函数,而且波的分析的确傅立叶变换起着举足轻重的作用。
至于泰勒展开,首先泰勒展开并非是在x=0处才能展开。泰勒展开在任何一点都能进行,只不过是拟合的效果好坏罢了。如果你接触过计算数学,你会发现泰勒公式在很多估算领域有很大的作用。目前泰勒展开,拉格朗日插值和外推之类的都是计算数学的领域,最后你会发现还是泰勒公式最有用。在物理上可能泰勒公式没有很多直接的用途,但是泰勒公式属于微积分领域很重要的结论,也间接推动物理学发展

㈥ 什么是级数级数有什么应用与微积分有什么联系

级数理论是分析学的一个分支;它与另一个分支微积分学一起作为基础知识和工具出现在其余各分支中。二者共同以极限为基本工具,分别从离散与连续两个方面,结合起来研究分析学的对象,即变量之间的依赖关系——函数。
你应该知道许多数值计算软件吧,很多都是用级数算出来的。
微积分在创立的初期就为级数理论的开展提供了基本的素材。它通过自己的基本运算与级数运算的纯形式的结合,达到了一批初等函数的(幂)级数展开。从此以后级数便作为函数的分析等价物,用以计算函数的值,用以代表函数参加运算,并以所得结果阐释函数的性质。在运算过程中,级数被视为多项式的直接的代数推广,并且也就当作通常的多项式来对待。
可能学得有些纠结,加油啊

㈦ 级数有什么用

级数是研究函数的一个重要工具,在理论上和实际应用中都处于重要地位,这是因为:一方面能借助级数表示许多常用的非初等函数, 微分方程的解就常用级数表示;另一方面又可将函数表为级数,从而借助级数去研究函数,例如用幂级数研究非初等函数,以及进行近似计算等。

㈧ 傅立叶级数在物理学中有哪些应用

一.
傅里叶级数

三角函数
形式
设f(t)为一非正弦
周期函数
,其周期为T,频率和
角频率
分别为f
,
ω1。由于工程实际中的非正弦周期函数,一般都满足
狄里赫利条件
,所以可将它展开成傅里叶级数。即
其中A0/2称为
直流分量
或恒定分量;其余所有的项是具有不同振幅,不同
初相角
而频率成整数倍关系的一些
正弦量
。A1cos(ω1t+ψ1)项称为一次谐波或
基波
,A1,ψ1分别为其振幅和初相角;A2cos(ω
2t
+ψ2)项的角频率为基波角频率ω1的2倍,称为
二次谐波
,A2,ψ2分别为其振幅和初相角;其余的项分别称为
三次谐波
,四次谐波等。基波,三次谐波,五次谐波……统称为
奇次谐波
;二次谐波,四次谐波……统称为
偶次谐波
;除恒定分量和基波外,其余各项统称为
高次谐波
。式(10-2-1)说明一个非正弦周期函数可以表示一个直流分量与一系列不同频率的正弦量的叠加。
上式有可改写为如下形式,即
当A0,An,
ψn求得后,代入式
(10-2-1),即求得了非正弦周期函数f(t)的傅里叶级数展开式。
把非正弦周期函数f(t)展开成傅里叶级数也称为
谐波分析
。工程实际中所遇到的非正弦周期函数大约有十余种,它们的傅里叶级数展开式前人都已作出,可从各种数学书籍中直接查用。
从式(10-2-3)中看出,将n换成(-n)后即可证明有
a-n=an
b-n=-bn
A-n=An
ψ-n=-ψn
即an和An是
离散变量
n的
偶函数
,bn和ψn是n的
奇函数

二.
傅里叶级数的复指数形式
将式(10-2-2)改写为
可见

互为
共轭复数
。代入式(10-2-4)有
上式即为傅里叶级数的复指数形式。
下面对和上式的
物理意义
予以说明:
由式(10-2-5)得的模和
辐角
分别为
可见的模与幅角即分别为傅里叶级数第n次谐波的振幅An与初相角ψn,物理意义十分明确,故称为第n次谐波的复数振幅。
的求法如下:将式(10-2-3a,b)代入式(10-2-5)有
上式即为从已知的f(t)求的公式。这样我们即得到了一对相互的变换式(10-2-8)与(10-2-7),通常用下列符号表示,即
即根据式(10-2-8)由已知的f(t)求得,再将所求得的代入式(10-2-7),即将f(t)展开成了复指数形式的
傅立叶级数

在(10-2-7)中,由于离散变量n是从(-∞)取值,从而出现了负频率(-nω1)。但实际工程中负频率是无意义的,负频率的出现只具有数学意义,负频率(-nω1)一定是与正频率nω1成对存在的,它们的和构成了一个频率为nω1的正弦分量。即
引入傅立叶级数复指数形式的好处有二:(1)复数振幅同时描述了第n次谐波的振幅An和初相角ψn;(2)为研究信号的频谱提供了途径和方便。

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