大学物理 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (5): 99-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.240426
邢孜政,何孝凯,曹周键
摘要: 拉格朗日理论是理论力学和天体力学重要的教学内容. 理想流体作为场论的典范,也是理论力学、天体力学和场论重要的教学内容. 但有趣的是从拉格朗日理论的角度来讲解流体力学的教科书并不多. 本文把热力学、广义坐标变换和微分同胚变换结合到一起来分析理想流体的拉格朗日理论. 本文特别讲述了一个关于拉格朗日理论中可以作为广义坐标的限制性数学定理. 此定理表明了只用粒子数密度、流体能量密度和四速场这三个场量作为广义坐标的理想流体拉氏场论不存在. 本文的论述不仅可以帮助读者深入理解流体力学中的热力学、广义相对论中的微分同胚变换和拉格朗日理论中的广义坐标变换以及关于流体的拉格朗日理论描述, 同时还可以帮助读者进一步深入理解拉格朗日理论本身. 这些内容可以作为理论力学、天体力学、场论和相对论课堂教学的有益补充.