动量
Aaron · 2008-11-08 11:03 · 22730 次点击
动量(momentum)是物体平动的量度。
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对动量的认识与发展
不同形态下的计算
动量的单位
对动量的认识与发展
17世纪中叶,笛卡尔提出运动量概念,并用它说明运动不灭,但他把运动量看作标量,是物体质量和速率的乘积,因此对运动不灭的解释并不完善,且有错误。1666年,惠更斯等人向英国皇家学会的报告中,才定义动量为质量和速度矢量的乘积,并完善地分析了在物体的弹性碰撞中运动的转移和守恒问题。
不同形态下的计算
在低速情况下,动量可用经典力学方法计算,即质点的质量是恒量,动量的值和速度成正比。质点系的动量是系中各质点的动量的矢量和,即data/attachment/portal/201111/06/09190646ze9n27orvwvv2v.jpg,式中mi和vi分别是系中第i个质点的质量和速度矢量。质点系的动量也等于其总质量M和质心C的速度矢量vσ的乘积,即P=Mvσ。质点系的动量是质点系随质心作整体平动的一种运动特征。
在高速情况下,由于相对论效应,质量不是恒量,随速度增加而增大,data/attachment/portal/201111/06/091906c03uwq5fpp858xrf.jpg,式中mo是静止质量,с是光速。动量data/attachment/portal/201111/06/091906pvv6ep3s5xprrygz.jpg。因此,当质点速度无限接近光速时,质量和动量都接近无穷大。光子的静止质量为零,它具有波粒二象性,当光波波长为λ时,光子动量值为p=h/λ,式中h为普朗克常数。其他微观粒子也具有波粒二象性,都可用此式表示其动量,而λ为粒子的德布罗意波长。
电磁场是物质的一种形态,它也有动量,称电磁动量。电磁场通过洛伦兹力与带电体相互作用,使电磁动量与带电体的机械动量相互转化。根据电动力学理论,场中任一点的电磁动量密度g=D×B,式中D是该点的电位移,B是该点的磁感应强度,g的方向与D和B垂直。空间Vo内的电磁动量可用data/attachment/portal/201111/06/091906nuxxizx1bguplzhz.jpg表示。对在空间以速度v运动的电子(质量为me)产生的电磁动量的总和,即Vo是全空间时,运动电子的Gem值正好与电子的机械动量mev相等。
动量的单位
在国际单位制中动量的单位为千克·米/秒。即在SI的单位是kg·m·s-1