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角動量守恆定律是指:系統所受合外力矩為零時系統的角動量保持不變。 在經典力學部分,依「諾特定理」每一種「連續」對稱性對應一個守恆量,該守恆量稱為諾特荷,而該流稱為諾特流。但「諾特定理」證明過程使用微分,所以只適合可微分的連續量: #角動量的守恆實質上對應著空間旋轉不變性。 #物理系統對於空間平移的不變性(換言之,物理定律不隨著空間中的位置而變化)給出了動量的守恆律 #對於時間平移的不變性給出了著名的能量守恆定律 :諾特荷也被用於計算靜態黑洞的熵 諾特定理的量子化版本是沃德-高橋恆等式(Ward-Takahashi),也會產生出更多的守恆定律: #從電勢和向量勢的規範不變性得出電荷的守恆 但角動量在量子力學中有更深刻的特性: #許多粒子帶有內稟角動量——自旋 #角動量是分立的、量子化的。 #各獨立方向的角動量之間不對易。 ==什麼是角動量== <div style='float:right'><img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Angular_momentum_circle.svg' width=150 height=* /></div> #角動量是向量,其方向垂直於旋轉平面。通常比右手以示方向,四指為旋轉方向,拇指為角動量方向。 #角動量(L)的大小=半徑(r)×質量(m)×速度(v)。 '''其他的表示法''' L = r×p ,動量和到原點位移的叉乘(外積) L = I×ω ,轉動慣量乘以角速度 ==角動量為什麼會守恆?== ===單位時間(dt)內,質點與心連線的掠面積均相等=== <img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/CentripetalDisplacementAndEqualSweepArea.svg' width=630 height=480 /> 前提: #有一心 #質點呈等速運動前進 推論: #單位時間(dt)內,質點與心連線的掠面積均相等 #此掠面積大小正比於:等速運動速度大小×等速運動前進線與心之垂直距離 以上結論在向心位移為 0 ,正值,負值時均成立 ==角動量守恆的應用== #讓飛行的紙牌旋轉,紙牌就不會翻滾。 #舞者或溜冰者,收攏四肢以加快族轉的速度。 #槍管或炮管加螺旋的膛線,讓子彈或炮彈旋轉,前進時就不會翻滾。<img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/Rifling_of_a_cannon_%28M75%3B_90mm%3B_y.1891%3B_Austro-Hungarian%3B_exposed_in_Ljubljana%2C_Slovenia%29.jpg/917px-Rifling_of_a_cannon_%28M75%3B_90mm%3B_y.1891%3B_Austro-Hungarian%3B_exposed_in_Ljubljana%2C_Slovenia%29.jpg' width=80 height=* /> #克卜勒第二定律:在相等時間內,太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積都是相等的。<img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/Kepler-second-law.svg' width=150 height=*/>
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