Poissonova závorka
Poissonova závorka označuje matematický výraz používaný v matematice a klasické mechanice (konkrétně v Hamiltonovské mechanice), kde se využívá k popisu časového vývoje dynamického systému. V matematice se Poissonova závorka používá k definici Poissonovy algebry (příkladem Poissonovy algebry je Poissonova varieta).
Poissonova závorka je pojmenována po Siméonu-Denisi Poissonovi.
Vyjádření v kanonických souřadnicích
Mějme ve fázovém prostoru s kanonickými souřadnicemi dvě funkce a . Poissonova závorka má pak tvar
Lze dokázat, že hodnota Poissonovy závorky je invariantní vůči kanonickým transformacím, tzn.
Není tedy nutno uvádět, ke kterým kanonickým souřadnicím se Poissonova závorka vztahuje.
Vlastnosti
Poissonovy závorky splňují následující vztahy
Poissonova závorka je tedy antikomutativní. Speciálním případem tohoto vztahu je
Dále platí
Platí také tzv. Jacobiho identita
Pro časovou derivaci Poissonovy závorky platí
Fyzikální aplikace
Rovnice pohybu
S využitím Hamiltonových kanonických rovnic lze pro totální časovou derivaci funkce f psát
- ,
Kde je Hamiltonova funkce. Funkce je tedy integrálem pohybových rovnic tehdy, pokud platí
V případě, že nezávisí explicitně na čase, zjednoduší se předchozí rovnice na tvar
Zvolíme-li za funkci Hamiltonovu funkci , pak podle bude platit
Podle tohoto vztahu se tedy Hamiltonova funkce zachovává tehdy, když nezávisí explicitně na čase.
Platí, že jsou-li funkce f, g integrály pohybových rovnic, je integrálem pohybových rovnic také Poissonova závorka .
Fundamentální Poissonova závorka
Důležitými Poissonovými závorkami jsou takové závorky, v nichž roli f a g hrají souřadnice a hybnosti. Někdy se také hovoří o fundamentální Poissonově závorce.
Takové Poissonovy závorky lze pak vyjádřit vztahy
kde je Kroneckerovo delta.