角动量有2种,一种叫做轨道角动量,另外一种叫做自旋角动量。
一般情况下,总角动量是守恒的,所谓总角动量就是轨道角动量加上自旋角动量。正因为总角动量要守恒,所以当一个原子发出一个光子的时候,总角动量守恒会要求光子的偏振方向不能太任意,这就会引起偏振光的产生。而偏振光可以用到我们的墨镜与3维电影的拍摄中。
以上讲的是量子力学中的角动量,其实在量子理论中,角动量算子所满足的代数叫做su(2)李代数,正因为有这样的代数,我们才可以把满足这个代数关系的任何算子都叫做角动量。
在经典力学中,角动量非常简单,一般来说是角动量是矢径与动量的叉乘。而且,在中心力场中,角动量是一个守恒量。在行星运动的定律中,角动量守恒定理对应的是开普勒第二定律。
角动量在刚体中也是守恒的,所以我们可以用它来做做陀螺仪。陀螺仪可以用做惯性导航,一旦战争打响,天空上的卫星可能会被摧毁,这个时候卫星导航就会失效,我们可以使用陀螺仪来进行惯性导航。因此,角动量守恒定律是非常有用的。
角动量与能量一样,是一个基本的物理量。我们在日常生活中能意识到能量的存在,但很难意识到角动量的存在。为什么?主要是角动量出现的场合不是很多,但如果你去思考为什么一个自行车在骑行的时候不会倒下来,就可以知道这背后其实也蕴含了车轮的角动量的守恒。角动量一般与旋转运动有关,但我们这个生活中遇见的旋转运动不多,所以大家对角动量没有非常直观的理解。
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