定理推廣
物理學的普遍定律之一。例如一個在有心力場中運動的質點,始終受到一個通過力心的有心力作用,因有心力對力心的力矩為零,所以根據角動量定理,該質點對力心的角動量守恒。因此,質點軌迹是平面曲線,且質點對力心的矢徑在相等的時間内掃過相等的面積。如果把太陽看成力心,行星看成質點,則上述結論就是開普勒行星運動三定律之一的開普勒第二定律。
一孤立質點系統,如不受外力或外界場的作用,質點之間的内力服從牛頓第三定律(見牛頓運動定律)Fij=-Fij(圖2)。内力系對固定點O的主矩,質點系統對O點的角動量守恒。即常矢量決定于運動起始條件。如質點系統受到的外力系對某一固定軸之矩的代數和為零,則質點系統對此軸的角動量守恒。
角動量守恒是參照系轉動時勢能不變性的結果,如勢能U 僅取決于兩質點間的距離大小,而和其方向無關,U=U(|ri-rj|),則參照系統轉動時U是不變量。此時質點之間的相互作用力必通過兩質點連線,即與ri-rj矢量共線,而且Fij=-Fij,這就保證了角動量守恒。由此可見,角動量守恒反映了空間各向同性。
角動量守恒也是微觀物理學中的重要基本規律。在基本粒子衰變、碰撞和轉變過程中都遵守反映自然界普遍規律的守恒定律,如能量守恒定律、動量守恒定律和角動量守恒定律等,W.泡利于1931年根據守恒定律推測自由中子衰變時有反中微子産生,1956年後為實驗所證實。
定理定義
角動量的定義(經典力學用)
轉動物體的轉動慣量(rotational inertia) 和角速度(angular velocity) 的乘積叫做它的角動量。nn角動量在物理學中是與物體到原點的位移和動量相關的物理量,在經典力學中表示為到原點的位角動量移和動量的叉積。角動量是矢量。
驗證推導
角動量守恒定律
角動量守恒定律(law of conservation of angular momentum) 物理學的普遍定律之一。反映質點和質點系圍繞一點或一軸運動的普遍規律。如果合外力矩零(即M外=0),則L1=L2,即L=常矢量。這就是說,對一固定點o,質點所受的合外力矩為零,則此質點的角動量矢量保持不變。這一結論叫做質點角動量守恒定律。
發展簡史
反映不受外力作用或所受諸外力對某定點(或定軸)的合力矩始終等于零的質點和質點系圍繞該點(或軸)運動的普遍規律。物理學的普遍定律之一。例如一個在有心力場中運動的質點,始終受到一個通過力心的有心力作用,因有心力對力心的力矩為零,所以根據角動量定理,該質點對力心的角動量守恒。因此,質點軌迹是平面曲線,且質點對力心的矢徑在相等的時間内掃過相等的面積。如果把太陽看成力心,行星看成質點,則上述結論就是開普勒行星運動三定律之一,開普勒第二定律。一個不受外力或外界場作用的質點系,其質點之間相互作用的内力服從牛頓第三定律,因而質點系的内力對任一點的主矩為零,從而導出質點系的角動量守恒。如質點系受到的外力系對某一固定軸之矩的代數和為零,則質點系對該軸的角動量守恒。角動量守恒也是微觀物理學中的重要基本規律。在基本粒子衰變、碰撞和轉變過程中都遵守反映自然界普遍規律的守恒定律,也包括角動量守恒定律。W.泡利于1931 年根據守恒定律推測自由中子衰變時有反中微子産生,1956年後為實驗所證實。
定理意義
角動量守恒定律是物理和自然界的一個重要定律,它在物理和工程等許多方面都有廣泛的應用。例如:當滑冰者手臂收縮時,自我旋轉滑冰者的轉動速度就會加快。用角動量守恒定律也可解析中子星有很高的轉動速率等。
物理學的普遍定律之一。反映質點和質點系圍繞一點或一軸運動的普遍規律。如一質量為 m的質點受指向固定中心O的向心力F的作用(圖1),因力F對O點的力矩為零,根據牛頓第二定律(見牛頓運動定律)可推得質點對O點的角動量守恒,Lo=r×mv=常矢量,此常矢量決定于運動的起始條件,r為質點對于O點的矢徑,v為質點的速度。如将太陽看成固定中心, 行星看成質點,則角動量守恒表明行星軌道必在一平面上。矢徑在相等的時間内掃過的面積相等,這就是開普勒行星運動三定律(見開普勒定律)之一。
一孤立質點系統,如不受外力或外界場的作用,質點之間的内力服從牛頓第三定律(見牛頓運動定律)Fij=-Fij(圖2)。内力系對固定點O的主矩
,質點系統對O點的角動量守恒。即
常矢量決定于運動起始條件。如質點系統受到的外力系對某一固定軸之矩的代數和為零,則質點系統對此軸的角動量守恒。
角動量守恒是參照系轉動時勢能不變性的結果,如勢能U 僅取決于兩質點間的距離大小,而和其方向無關,U=U(|ri-rj|),則參照系統轉動時U是不變量。此時質點之間的相互作用力必通過兩質點連線,即與ri-rj矢量共線,而且Fij=-Fij,這就保證了角動量守恒。由此可見,角動量守恒反映了空間各向同性。
角動量守恒也是微觀物理學中的重要基本規律。在基本粒子衰變、碰撞和轉變過程中都遵守反映自然界普遍規律的守恒定律,如能量守恒定律、動量守恒定律和角動量守恒定律等,W.泡利于1931年根據守恒定律推測自由中子衰變時有反中微子産生,1956年後為實驗所證實。



















