Centurion
Новичок
|
     
Как вращаются тела просто и понятно, как вращаются молекулы в принципе тоже. Однако вот столкнулся с проблемой, а могут ли вообще в принципе вращаться атомы ??
|
Всего сообщений: 5 | Присоединился: май 2007 | Отправлено: 17 мая 2007 22:22 | IP
|
|
MEHT
Долгожитель
|
Вращение - понятие классической механики. Для микромира оно не применимо. Однако можно говорить о собственном моменте микрочастицы (спин).
|
Всего сообщений: 1548 | Присоединился: июнь 2005 | Отправлено: 18 мая 2007 20:08 | IP
|
|
Centurion
Новичок
|
а почему тогда во всех букварях пишут что спин можно представлять себе как угодно, кроме как вращение вокруг своей оси???
|
Всего сообщений: 5 | Присоединился: май 2007 | Отправлено: 18 мая 2007 22:57 | IP
|
|
MEHT
Долгожитель
|
а почему тогда во всех букварях пишут что спин можно представлять себе как угодно, кроме как вращение вокруг своей оси???
Совсем даже не "как угодно". Фундаментальное понятие вообще в принципе не наглядно. Спин - это характеристика самой частицы, и не имеет физического аналога с классическим вращением твердого тела. Она имеет этот собственный механический момент подобно тому как имеет массу или электрический заряд.
Я бы сказал, что аналогия спина и "классического" вращения тв.т. тут скорее математическая, нежели физическая. Да и к тому же вся квантовая механика не является наглядной и привычной для обыденного понимания наукой, но это не мешает ей достаточно точно описывать микромир.
Как вращаются тела просто и понятно, как вращаются молекулы в принципе тоже. Однако вот столкнулся с проблемой, а могут ли вообще в принципе вращаться атомы ??
Повторюсь, что в рамках квантовой механики на поставленный Вами вопрос ответить нельзя, вследствие неприменимости понятия вращения к микрочастицам. Точно так же, например, как к микрочастицам неприменимо понятие траектории движения.
(Сообщение отредактировал MEHT 19 мая 2007 11:55)
|
Всего сообщений: 1548 | Присоединился: июнь 2005 | Отправлено: 19 мая 2007 11:53 | IP
|
|
gvk 
Модератор
|
Цитата: MEHT написал 19 мая 2007 20:53
Повторюсь, что в рамках квантовой механики на поставленный Вами вопрос ответить нельзя, вследствие неприменимости понятия вращения к микрочастицам. Точно так же, например, как к микрочастицам неприменимо понятие траектории движения.
Хотел бы добавить следующее. Спин - это внутренняя степень свободы самой частицы. Причем эта степень свободы может отсутствовать у частиц со спином 0. Есть так же вращательная степень свободы одной частицы вокруг некоторого центра вращения. Это не есть внутренняя, а некая внешняя для электрона характеристика и она называется угловой момент частицы относительно этого центра (например электрона в поле ядра). Последний имеет классический аналог в отличии от спина, если угловой момент достаточно велик (например протон в ускорительном кольце). Но спин и угловой момент измеряются в одних и тех же единицах кратных h/2, h-постоянная Планка, т.е. это дискретная характиристика. Однако, если эта характеристика очень велика, дискретностью можно пренебречь и считать что она непрерывна. Это и есть переход к классическому случаю. Точно также можно поступить и с траекторией частицы. Траектория частицы в квантовой механике задана с некой конечной точностью, которая определяется принципом неопределенности Гейзенберга. Например в кольце ускорителя она определена с точностью ~1cm, при прохождении через щель точность траектории определяется размером щели и тд.
|
Всего сообщений: 835 | Присоединился: октябрь 2003 | Отправлено: 19 мая 2007 18:27 | IP
|
|
MEHT
Долгожитель
|
Есть так же вращательная степень свободы одной частицы вокруг некоторого центра вращения. Это не есть внутренняя, а некая внешняя для электрона характеристика и она называется угловой момент частицы относительно этого центра (например электрона в поле ядра).
Это в этом случае, если подразумевается вращение частицы как целого (сказать "поступательно" тут, видимо, нельзя  ) - то бишь обладающую некоторым обитальным угловым моментом. Как я понял, под угловым Вы имеете ввиду именно орбитальный момент. (Хотя иногда под угловым моментом понимают оба вида моментов - как орбитального так и спина).
|
Всего сообщений: 1548 | Присоединился: июнь 2005 | Отправлено: 20 мая 2007 0:40 | IP
|
|
Centurion
Новичок
|
Есть так же вращательная степень свободы одной частицы вокруг некоторого центра вращения. Это не есть внутренняя, а некая внешняя для электрона характеристика и она называется угловой момент частицы относительно этого центра (например электрона в поле ядра).
То есть все-таки вращение это не фундаментальное свойство материи а результат взаимодействия?
|
Всего сообщений: 5 | Присоединился: май 2007 | Отправлено: 20 мая 2007 16:09 | IP
|
|
MEHT
Долгожитель
|
То есть все-таки вращение это не фундаментальное свойство материи а результат взаимодействия?
Смотря какое вращение (в классическом понимании этого слова) Вы имеете ввиду. Например, в системе Земля - Солнце
Земля имеет 2 вида вращеня - собственное (вокруг своей оси) и орбитальное (вокруг Солнца).
Аналогом вращения в микромире с классическим будет именно орбитальное вращение (хотя и этот аналог довольно грубый, ввиду квантования моментов). Собственное же вращение (кл.) вообще не имеет аналога в микромире.
(Сообщение отредактировал MEHT 21 мая 2007 12:09)
|
Всего сообщений: 1548 | Присоединился: июнь 2005 | Отправлено: 21 мая 2007 12:09 | IP
|
|
Centurion
Новичок
|
и вокруг солнца и вокруг своей оси в обоих случаях объясняется движением молекул относительно друг друга.
Если взять тело состоящее из двух атомов не обладающих орбитальным моментом вращения, и это тело пусть вращается с некоторой скоростью вокруг своей оси, то разорвав связь удерживающую атомы вместе мы получим два атома разлетающиеся прямолинейно, то бишь вращение пропало полностью...
|
Всего сообщений: 5 | Присоединился: май 2007 | Отправлено: 21 мая 2007 21:36 | IP
|
|
gvk
Модератор
|
Цитата: MEHT написал 20 мая 2007 9:40
Это в этом случае, если подразумевается вращение частицы как целого (сказать "поступательно" тут, видимо, нельзя ) - то бишь обладающую некоторым обитальным угловым моментом. Как я понял, под угловым Вы имеете ввиду именно орбитальный момент. (Хотя иногда под угловым моментом понимают оба вида моментов - как орбитального так и спина).
Орбитальный момент - это угловой момент. Я предпочитаю этот последний термин, поскольку он имеет точный аналог в классической механике и точный английский перевод, т.е. на английском всегда говорят angular momentum и не кто не использует слово orbital. Слово Spin всегда отличает внутреннюю степень свободы от внешнего движения. Иногда говорят spin angular momentum - спиновый угловой момент, поэтому путаницы нет.
Если взять тело состоящее из двух атомов не обладающих орбитальным моментом вращения, и это тело пусть вращается с некоторой скоростью вокруг своей оси, то разорвав связь удерживающую атомы вместе мы получим два атома разлетающиеся прямолинейно, то бишь вращение пропало полностью...
Да, это верно, поскольку угловой момент связан с движением двух атомов вокруг общего центра вращения. Это хороший мысленный эксперимент доказывающий что некие силы существенны для вращения.
Вообще говоря, и обычное классическое вращение требует для своего объяснения присутствие каких-то внешних масс.
Это заметил еще Эрнст Мах, предложив свой знаменитый парадокс с двумя жидкими сферами.
Суть его в следующем. Представьте что вселенная пустая и в ней есть только две жидкие сферические планеты на достаточно большом расстоянии друг от друга и их взаимодействием можно пренебречь. Предположим, что одна из них крутится по отношению к другой и ось вращения совпадает с прямой линией проходящей через центры сфер. Но если во вселенной нет других тел, то априорно нельзя утверждать какая из сфер вращается а какая покоится.
Тем не менее вращающаяся сфера из жидкости должна быть сплюснута у полюсов вращения (элипсоид) за счет центробежных сил. Спрашивается, а почему они есть на одной планете и их нет на другой?
Парадокс Маха основан на рассмотрении вращающегося жидкого тела, имеющего форму эллипсоида, и невращающегося, имеющего форму шара. Но вы не можете сказать какая планета вращается не имея третьего тела и не находясь на нем.
Парадокс возникает здесь только в том случае, если считать лишенным смысла понятие вращения по отношению к пространству. Тогда действительно оба тела (вращающееся и невращающееся) представляются равноправными, и становится непонятным, почему одно из них шаровидно, а другое — нет. Но парадокс исчезает, как только мы признаем, что где-то на краю вселенной есть очень далекие массы относительно которых и можно рассматривать вращение. То есть вращение обязательно требует присутствия каких то внешних тел или сил.
Этот парадокс был одним краеугольным понятием для Эйнштейна при разработке его общей теории относительности.
|
Всего сообщений: 835 | Присоединился: октябрь 2003 | Отправлено: 22 мая 2007 2:02 | IP
|
|
|
Форум
Природа вращения
