当前位置:Open-SourceComputers

李代数的物理意义是什么 物理学中(读:zhōng)角动量的物理意义是什么?

2025-03-13 08:54:17Open-SourceComputers

物理学中角动量的物理意义是什么?在经典物理学中,以质点为例,角动量L的定义是:角动量L随时间的变化是:上式中第一项为0,因为位置矢量r随时间的导数就是速度,而动量p等于质量乘以速度,根据叉乘的定义,一个矢量自己和自己叉乘为0

物理学中角动量的物理意义是什么?

在经典物理学中,以质点为例,角动量L的定义是:

角动量L随[繁体:隨]时间的变化是:

上式中第一项为0,因为位置矢量r澳门新葡京随时间的导数就是速度,而动(繁:動)量p等于质量乘以速度,根据叉乘的定义,一个矢量自己和自己叉乘为0。

因【练:yīn】此:

澳门新葡京据动量定理,动量随时间的变{pinyin:biàn}化就是力F,我们定义力矩M为:位置矢量r叉乘力矢量F。现在:

上式直播吧的含义是shì :力矩等于角动量随时间的变化。

这个公式有个显然的推论,对径向力场,由于力的方向在位置矢量r的(读:de)方《fāng》向上,所以力矩M是零。这意味着角动量守恒,L是个常数。而这就是所谓开普勒第二定律:行星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积为常数【练:shù】。

角《jiǎo》动量守恒经常被用到“碰撞”问题中,比如典型的碰撞问题——卢瑟福散射。卢瑟福用高能α粒子“撞击”金属箔,金属箔上的“重原子核”与入射α粒子【练:zi】发生碰撞。由于α粒子(He核)的能量很高,所以尽管α粒子和金属的原子核都带正电,但α粒子仍然能够飞到距离金属原子核很近的地方。在这个过程中,α粒子和金属原子核之间的排斥力总在径向上,因此角动量是守恒的。

角动量守恒的一个常见例子是刚体的定轴转动。假设刚体的转轴是z轴,考虑角动量的z分量Lz,如《rú》果guǒ 力矩【练:jǔ】的z分量Mz为零,那么Lz就是守恒的。

此(读:cǐ)时:

这里r是质量元dm澳门新葡京到转轴的垂直距离,I表(繁:錶)示转动惯量,ω是角速度。

轴向力矩Mz为零时,轴向角动量Lz守恒,此时,如果转动惯量I越大,刚体就转动的越慢(对应ω越小),相反如果转动惯量I越小,刚体转动的就越快。

澳门新葡京

以上就是花样滑冰运动员在冰上能够快速“自转”的[读:de]物理原理(图:wikipedia),首先张开双臂使自己转动起来,此时[繁体:時]r较大,转动惯量也较大,然后再收缩双臂,此时r变小,转动惯量变小(读:xiǎo),相应地花样滑冰运动员的自转速度ω就会加快。

澳门新葡京

在分析力学中【pinyin:zhōng】,角动量守[读:shǒu]恒可看做是空间转动对称性的后果,即空间转动对称性导致角动量守恒。

最后,角动量概念也可以推广到量子力学中,在对称性的观念下,我们【men】可以对轨澳门永利道角动量和自旋角动量(粒子的内禀角动量)予以统一的定义。

澳门新葡京

本文链接:http://21taiyang.com/Open-SourceComputers/3853071.html
李代数的物理意义是什么 物理学中(读:zhōng)角动量的物理意义是什么?转载请注明出处来源