Extrem princip

Den extrema principen i fysiken är ett gemensamt namn för ett antal grundläggande postulat som separata delar av modern fysik bygger på. I allmänna termer kan extremalprincipen formuleras på följande sätt:

Systemet beter sig på ett sådant sätt att något värde tar det lägsta (mer sällan: det högsta) möjliga värdet.

• Den extrema principen i klassisk mekanik kallas principen om minsta verkan . Den instruerar kroppen att röra sig på ett sådant sätt att åtgärdens storlek är minimal (under givna initiala och slutliga förhållanden). Inom kvantmekaniken visas att principen om minsta handling är en matematisk konsekvens av att ett systems utveckling kan skrivas som en funktionell integral .
• De extrema principerna i klassisk elektrodynamik och den allmänna relativitetsteorin låter likadant , med den enda ändringen att nu läggs en åtgärd till verkan av partiklar i yttre fält som beskriver förändringen i själva fälten. Inom kvantelektrodynamik och kvantgravitation följer dessa principer också från motsvarande funktionella integraler.
• Inom geometrisk optik spelas extremprincipens roll av Fermats princip , som säger att en ljusstråle rör sig från startpunkten till slutpunkten längs en sådan bana som minimerar den förflutna tiden. Fermats princip är härledd från Huygens-Fresnel-principen , som i själva verket också är en verbal beskrivning av den funktionella integralen i vågoptik.
• Termodynamik kan också byggas utifrån extremalprincipen. Rollen för värdet för vilket extremumet söks (i det här fallet maximum) spelas av entropi . Kravet på maximal entropi är underbyggt i statistisk fysik .