浅谈角动量守恒定律

况 进 行 了 比较 系 统 的研 究 。惠 更 斯 发 展 了笛 卡尔 关 于 动 量 的概 念 ， 明动 量 是 有 方 向 的 ， 此 可 见 ， 量 守 恒 定 律 最 初并 非 由 指 由 动
普 勒行 星 运 动 三定 律 ｌ 一 。 ｌ １ 之
理 论 上 推 导 出来 的 。牛 顿 概 括 了前 人 的成 果 建 立 起 力 学 的 公 理 化体系之后 ， 动量 守恒 定 律 在 原 有 的 坚 实 实 验 基 础 之 上 ， 人 力 纳 学 的理 论体 系 。
行星 ， 由太 阳到 行 星 的径 矢 在 相 等 的 时 间 内扫 过 相 等 的面 积 。
Байду номын сангаас
这 实 际 上是 在有 心力 作 用 下 质 点 对 力 心 的角 动 量 守恒 的具 体 体 现 ， 在 ２０ 这 ０ ３年 “ 国 中学 生 物 理竞 赛 ” 赛 试 题 中得 到 应 用 。 全 复 由此 可见 ，角动 量 守 恒 的基 本 思 想 最 初 也 不 是全 由理 论 推 导 而 得来 的。
一
外力 或 外 界 场 作 用 的 质 点 系 ，其 质点 之 间相 互 作 用 的 内力 服 从 牛 顿第 三定 律 ， 而 质点 系 的 内力 对 任 一 点 的主 矩 为 零 ， 因 从
而 导 出质 点 系 的角 动 量 守 恒 。如 ， 点 系受 到 的外 力 系对 某 一 固 质 定 轴之 矩 的 代 数 和为 零 ， 质 点 系 对 该轴 的角 动 量 守恒 。角动 量 则 守恒 也 是 微 观 物理 学 中的 重要 基 本 规 律 。在 基本 粒 子 衰 变 、 撞 碰
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团
浅谈 角动量 守恒定律
口陈平海 盘锦 职 业 技 术 学 院
摘
要： 角动 量 守 恒 定律 与动 量 守恒 定 律 及 对 一 轴 线 和 对 轴 线 上任 一 点 的 角 动量 守恒 两个 容 易混 淆 的 问题 ， 守恒 条 件 和 守 恒 从
量 两 个方 面 进行 了比较 与 澄 清 。
关 键 词 ： 量 守 恒 ； 动 量 守恒 ； 恒条 件 ； 动 角 守 守恒 量
角 动 量 （ 称 动量 矩 ） 恒 定 律 是 力学 三大 守 恒 定 律 之一 。 又 守
一
是 牛 顿 定 律 的推 论 ， 对力 学 领 域 以 内宏 观 、 只 常速 物 体 适 用 。而 在 高 等 学 校 的普 通 物 理 教 材 中 ， 上 述 问题 表 述 得 比较 清 楚 。教 对 师 在 讲 课 时 应 结 合 物 理 学 的 发 展 强 调人 们对 动 量 概 念 及 有 关 规 律 在 物 理 学 中 的重 要 地位的逐步认识。 如在对碰撞 、 打击现象的研究 中出现 了最初 的、 用动量描述运动 的思想 ， 并进一步介绍 动量守 恒定律
矩 。 于质 点 系 ， 对 由于 其 内各质 点 间相 互 作 用 的 内力 服 从 牛 顿第
面 积 。 如果 把 太 阳看 成 力 心 ， 星 看 成 质 点 ， 上 述 结 论 就 是 开 行 则
解 动量 守 恒 定 律 已成 为物 理 学 中最 重要 的基 本 规 律 之一 。 （ ） 学 中动 量 守 恒 定律 与 角 动 量 守恒 定 律 的 建 立 一 力 动 量 概 念 最 早是 在 研 究 碰 撞 、 击 等 现象 过 程 中 提 出 的 。 打 笛 卡 尔第 一个 明确 提 出 了运 动 量 守 恒 的 概 念 ，并对 碰撞 的多 种 情
一
立 发 展 的 ， 出现 比牛 顿 定 律 还 早 ， 不 能 把 它 当作 是 牛 顿 定律 其 决 的副产物 ； 指出 ： 并 由于 近 代 物 理 的 发 展 ， 动 量 守 恒 定 律 应 用 将 于 力 学 以 外 的 领 域 ， 仅 导 致 一 系 列 重 大 发现 ， 且 使 定 律 自身 不 而
一
个 不 受 角 动量 原 理 图
角 动 量 的 概 念 在 力学 上 出现 得 较 晚 ， 开普 勒在 １ 世 纪末 但 ６ 到 １ 纪 初 对 天 体 运 动 进 行 了 大 量 的 分 析 和推 算 ， 结 出行 星 ７世 总 运 动 的 开普 勒 三 定 律 。行 星运 动 的开 普勒 第 二 定 律 认 为 ， 于任 对
和转 变 过 程 中都 遵 守 反 映 自然界 普 遍 规 律 的守 恒 定 律 ，也 包 括
角动 量 守 恒定 律 。 ・ 利 于 １ ３ 年根 据 守 恒 定律 推测 自 由 中 Ｗ 泡 ９１
子 衰 变 时 有反 中微 子 产 生 ，９ ６年后 为 实 验 所 证 实 。 １５ 角 动 量 定 理 的微 商 ，等 于作 用 于 该 质 点 上 的 力 对该 点 的 力
的 概 念 得 以 发展 和完 善 。教 学 中通 过 实 际 的 例 子 使 学 生真 正 理
个 通 过力 心 的有 心 力 作 用 ， 因有 心力 对 力 心 的力 矩 为 零 ， 以 所
根 据 角 动量 定 理 ， 质点 对力 心 的角 动 量 守 恒 。 因此 ， 点 轨 迹 该 质 是 平 面 曲线 ，且 质 点 对 力 心 的 矢 径 在相 等 的 时 间 内扫 过 相 等 的
的一些 实验 基 础 时 应 着 重 指 出 ： 历 史 上 看 ， 量 守 恒 定 律 是 独 从 动
、
角 动 量 守恒 定 律 原 理
（ ） 一 物理 学 的普 遍 定律 之 一
反 映 质 点 和 质点 系 围绕 一 点 或 一 轴 运 动 的 普 遍 规 律 。 反 映 不 受 外 力 作 用或 所 受 诸 外 力 对 某 定 点 （ 定 轴 ） 合 力 矩始 终 等 或 的 于 零 的 质 点 和质 点 系 围绕 该 点 （ 轴 ） 动 的 普遍 规 律 。物 理学 或 运 的普 遍 定 律 之一 。如 ， 个 在 有 心力 场 中运 动 的质 点 ， 一 始终 受 到