角動量
- “軌道角動量:從經典光學到量子信息”專輯前言
僅可以攜帶自旋角動量,還可以攜帶軌道角動量。自旋角動量的研究歷史比較悠久,早在1909年,Poynting就將宏觀上光波的圓偏振態和微觀上單個光子的自旋角動量聯系起來。但直到1992年,荷蘭Leidon大學的Allen等才在理論上確認光子也可以攜帶另外一種形式的角動量――軌道角動量,它來源于光波的螺旋相位。他們發現:具有螺旋相位結構exp(il?)的光波,每個光子將攜帶l?軌道角動量,其中l是任意整數。因此,與二維的偏振態相比,軌道角動量的重要意義在于構建
量子電子學報 2022年1期2022-11-25
- Module 5 The Conquest of the Universe
entum （角動量） helps them turn around in zero gravity. 8 team also conducted an experiment to show how lack of gravity causes loss in buoyancy （浮力）.At the end of the class， 9 （satisfy） students' curiosity， the three astronauts conduc
時代英語·高三 2022年3期2022-11-10
- 對經典力學中的軌道角動量和自轉角動量的探討
教科書中對自旋角動量的規范的說法是：自旋角動量是量子力學中的一個新的自由度，沒有經典對應[1-6]. 把自旋歸結為經典的轉動是不合適的.實際上，經典力學中存在軌道角動量和自轉角動量的概念. 對具有幾何形狀的物體的空間運動，軌道角動量指的是其質心運動的角動量，自轉角動量指的是其繞自身質心旋轉的角動量.我們有必要在經典力學中建立兩種角動量的嚴格理論，并對一些實際的體系進行研究.本文試圖闡述經典力學中的軌道角動量和自轉角動量的嚴格理論框架，并通過一些例子總結出完
大學物理 2022年8期2022-09-15
- 反復多次通過方法中角動量對重核熔合的影響
多,但均未考慮角動量這一因素的影響。而在實際物理問題中,重核熔合是一個復雜且困難的過程,角動量的影響是十分重要的,超重核合成的大部分理論研究均要考慮角動量的作用。本文在原有工作基礎上加入角動量,主要利用反復多次通過條件鞍點模型來研究角動量對核熔合的通過幾率的影響;研究并分析在不同的角動量下,通過幾率的變化機制;在考慮角動量的前提下,進一步探究溫度、入射能量對通過幾率的影響。1 以前研究中的理論方法描述重核熔合動力學過程通?？梢杂美手f方程來描述,兩熔合核的
沈陽師范大學學報(自然科學版) 2022年3期2022-08-25
- 角動量守恒的科普實踐研究
問題。筆者將以角動量守恒原理為例，研究科普教育的具體實踐。1 角動量守恒定律相關的物理學概念1.1 什么是動量和動量守恒定律在物理學中，動量是與物體的質量和速度相關的物理量。在經典力學中，動量(國際單位制中的單位為kg·m/s)表示為物體的質量和速度的乘積。一般而言，一個物體的動量指的是這個物體在它運動方向上保持運動的趨勢。動量實際上是牛頓第一定律的一個推論。動量守恒定律是指在一個系統不受外力或所受外力之和為零，這個系統的總動量保持不變[1]。1.2 角動
內蒙古科技與經濟 2022年8期2022-06-21
- 基于簡并腔中渦旋光子的量子模擬實驗獲得成功
將攜帶不同軌道角動量的光子（又稱為渦旋光子）束縛在駐波簡并光學諧振腔內，通過引入光子的自旋軌道耦合，人工模擬了一種具有拓撲性質的一維晶格。相關科研成果發表于《自然·通訊》（Nature Communications）。人工合成的維度，能等效于實際空間維度，進而壓縮實驗體系占用的物理空間。維度一般指獨立的時空坐標。比如，平面是二維的，描述平面上的位置至少需要兩個方向上的坐標，時間則具有一維性，任意舉出兩個時刻都能比較先后。2015年，中國科學院量子信息重點實
科學 2022年3期2022-06-16
- 部分相干徑向偏振渦旋光焦場軌道角動量特性
渦旋光束的軌道角動量在光學探測[1-2]、空間光通信[3-4]、光學微操縱[5]等領域擁有廣泛的應用。徑向偏振渦旋光束是一種偏振態沿徑向變化的渦旋光束[6-7],兼具獨特的偏振和相位分布特點,經過聚焦可能產生更新穎的軌道角動量性質,吸引了越來越多的關注。與完全相干光束相比,部分相干光束受湍流大氣影響更小,光束的傳輸質量和性能更為優良[8-10],因此,開展部分相干的徑向偏振渦旋光束聚焦軌道角動量特性研究,對其在空間目標探測等領域的應用有著潛在價值。Guo等
激光與紅外 2022年5期2022-06-09
- 光學軌道角動量復用糾纏源的實驗產生及其應用
子除了具有自旋角動量外,還有軌道角動量(OAM)。與光子的自旋角動量不同,軌道角動量的軌道量子數可以取任意整數,可以利用光子的軌道角動量構建一個高維的希爾伯特空間,因而光學軌道角動量可以成為高維經典信息和量子信息的載體[2]。另外,由于帶有軌道角動量的光束具有螺旋波前、環狀光強分布以及軌道角動量的不同模式之間相互正交等特性,其在經典通信、量子通信和粒子操控等領域有著十分廣泛的應用。例如,由于軌道角動量光束的螺旋結構和暗中空特性,可以用它對微粒進行束縛和操控
量子電子學報 2022年2期2022-04-16
- 聚焦場自旋-軌道角動量相互作用的研究進展
由度與光的自旋角動量(SAM)相關[1]。除了自旋角動量,光還具有軌道角動量(OAM)[2],光的軌道角動量與光場的螺旋相位波前相關[3]。在傍軸條件下,光的自旋角動量和軌道角動量在自由空間傳輸過程中是相互獨立且各自守恒的。然而,在緊聚焦或者散射等非傍軸光場中[4],它們之間會發生相互耦合和轉化,被稱為光的自旋-軌道相互作用(SOIs)。光的自旋-軌道相互作用是光學和光子學普遍存在的現象,尤其是在亞波長尺度,其中最著名的自旋軌道相互作用是自旋霍爾效應。它是
量子電子學報 2022年1期2022-02-25
- 軌道角動量算符與矢量算符及標量算符對易關系的嚴格證明
之一[1]. 角動量算符是量子力學中的一個重要算符[2]，人們經常要計算角動量算符與其它算符之間的對易關系. 楊秀德等人[3]對常見的坐標算符、動量算符、角動量算符與角動量算符之間的對易關系進行了計算，并由此總結出了角動量算符與矢量算符的一個普遍的對易關系. 該對易關系是十分重要的，但通常的教材中并沒有給出嚴格的證明. 由于角動量算符與空間旋轉有關，本文利用矢量算符的旋轉特性，嚴格的證明了角動量算符與矢量算符的對易關系；同時，也論證了角動量算符與標量算符的
大學物理 2022年12期2022-02-18
- 雙太陽翼GEO 衛星在軌角動量管控方法
的作用下，飛輪角動量存在隨時間累積項，需要定期進行角動量卸載，避免飛輪轉速飽和。目前，國內外針對航天器環境干擾和動力學特性的在軌辨識已經開展了廣泛研究。文獻［1］提出了一種利用光壓力矩輔助衛星太陽電池翼角度調整進行角動量管控的方法，但該卸載方法僅對對日定向衛星適用。文獻［2］設計了一種基于以飛輪極限角動量為參考的零運動力矩分配輪系角動量管控策略，主要目的是避免系統角動量未達到包絡面時部分飛輪角動量出現飽和。文獻［3］的研究對象限定在采用慣性系為控制基準的航
上海航天 2021年6期2022-01-06
- 磁場中荷電粒子動量分量間不對易性和角動量的一個新關系
零，而是正比于角動量的一個分量［參見下文中的式（9）］.本文把粒子動量不同分量間的泊松括號或對易關系都稱為不對易性，而且磁場為穩恒場，但不要求空間分布均勻.于是，一方面，粒子局限在球面上的自由運動，旋轉是其本性；另一方面，“磁性本質上是旋轉性”（英文原文:magnetism was essentially rotational in nature.這一觀點的歷史源頭及其在認識磁性中的意義，參見文獻［1］及其參考文獻）.由于旋轉性是它們二者的一個共性，應該有
大學物理 2021年12期2021-12-12
- 論角動量的態空間
0)微觀客體的角動量有兩種，即軌道角動量和自旋角動量.軌道角動量即為核外電子相對于原子核的運動所產生的角動量，而自旋角動量則被認為是電子等基本粒子的內稟屬性.不過不論是哪種角動量，其數學形式是一致的，即其二者所滿足的對易關系和本征方程是相同的.區別僅在于軌道角動量的量子數l僅可取整數，而自旋角動量的量子數s可取整數和半整數.關于角動量的完備理論在眾多教材中都可找到詳盡的描述[1-7]，但是關于不同角動量量子數下角動量態空間的結構，卻未能找到相關的文獻，所以
大學物理 2021年10期2021-10-14
- 速率模式飛輪姿態控制系統飛輪組合平穩切換方法*
輸出的轉速(或角動量)按一定關系(通常為比例關系)跟蹤輸入指令信號，而力矩模式飛輪的輸出力矩(角動量變化率)按一定關系(通常為比例關系)跟蹤輸入信號。力矩飛輪也可通過星載計算機采樣飛輪轉速閉環而等效為速率模式以完成工作。在以飛輪為執行機構的衛星姿態控制系統中，飛輪的配置往往存在一定的冗余，因此可以選擇不同的飛輪組合進行衛星姿態的控制。當衛星上有大角動量掃描式有效載荷(如微波輻射計、微波散射計等)時，必須利用飛輪產生相反方向的角動量，將整星補償為在軌道面內近
飛控與探測 2021年2期2021-08-12
- 自旋-1角動量分量的不確定關系
不確定關系自旋角動量是量子系統的可觀測量, 已知自旋-1角動量的三個分量為且滿足與軌道角動量相同的對易關系：[Sx,Sy]=i?Sz, [Sy,Sz]=i?Sx, [Sz,Sx]=i?Sy.(2)令?=1, 由不確定關系(1)可得ΔSxΔSy≥|〈Sz〉|/2, ΔSyΔSz≥|〈Sx〉|/2, ΔSzΔSx≥|〈Sy〉|/2,(3)因此, 有(ΔSxΔSyΔSz)2≥|〈Sx〉〈Sy〉〈Sz〉|/8.(4)由于式(4)僅在不等式兩端全為0時等號成立, 但
吉林大學學報（理學版） 2021年4期2021-07-15
- 剛體教學中對轉矩和角動量的思考
力學中，轉矩和角動量是特別重要的概念，也是很不容易理解的概念。直接講質點或質點系的定點或定軸轉動，難免會艱澀不易懂。本文將其與力學中的運動學和動力學聯系起來，對定點轉動和定軸轉動的轉矩和角動量進行了分析，使關于轉動的教學更順暢更容易理解。關鍵詞：角動量;轉矩一般物體不僅會平動，還會轉動、晃動或者彎曲，為了研究的方便，我們可以使問題簡化一些，把剛體作為研究對象，剛體實際上是一種理想模型，它在運動的時候形狀是保持不變的。如果我們不考慮剛體質心的運動，那么剛體就
發明與創新·職業教育 2020年11期2020-12-06
- 氫原子角動量量子化模型的可視化
程的結論，建立角動量空間量子化模型，使抽象的內容形象化，加強物理模型實質講解、激發學生學習興趣、提高教學質量具有非常重要的作用。關鍵詞：氫原子;角動量;量子化;Matlab中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）12-0322-03量子力學是反映分子、原子、原子核和基本粒子等微觀粒子運動規律的理論，對初學者來說，人們普遍感到量子力學的概念抽象、理論性強、數學難度大、計算煩瑣、難以理解，打破了學習普
教育教學論壇 2020年12期2020-04-01
- 升降算符在Lz表象求解中的應用①
符被廣泛應用于角動量的研究。例如：呼和滿都拉等分析了一維諧振子模型中升降算符的性質及電子自旋角動量的升降算符[1～2]；田杏霞等使用升降算符給出了角動量算符的矩陣表示并進行表象變換[3]；梁霄使用代數解法給出了量子力學中的若干升降算符[4]；王百川等從不同角度分析了升降算符的性質和作用[5]；王東方等使用升降算符對電子自旋和角動量耦合進行了分析[6]；尋大毛等給出了角動量量子數1的升降算符并生成了球諧函數[7]。本文就是將升降算符應用于Lz表象的具體求解之
佳木斯大學學報（自然科學版） 2020年1期2020-02-28
- 高中物理學習角動量的探究
黃琰摘 要：“角動量守恒定律”是自然界最基本最普遍的定律之一，應用該定律來處理力學問題在近幾年的全國中學生物理競賽中屢屢出現。從反饋情況來看，能否靈活應用“角動量守恒成為解題的關鍵。認清該定律的內容及其規律并能夠適當地變式處理此類問題，無疑對解決此類問題有很大的幫助。關鍵詞：高中物理;角動量;自然現象在研究物體的全部運動的過程時，往往不能準確的表達，這就需要用另一個力學量來表達，即角動量，在求解角動量的過程中，將質心系與質點系緊密聯系，同時運用角動量定理和
大東方 2019年9期2019-10-21
- 大學物理剛體力學中的進動研究及應用拓展
;剛體;進動;角動量;陀螺儀中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）03-0061-03 Abstract： In order to carry out vivid visualization of teaching and enhance the integration degree of physics and engineering， the precession in rigid body mechanics
高教學刊 2019年3期2019-09-10
- 基于磁力矩器的GEO衛星角動量卸載方法
矩，用于衛星的角動量卸載和姿態控制.LEO軌道的地球磁場強度較大，一般為20 000 nT左右，使用小型的磁力矩器就可以產生10-4N·m～10-3N·m的力矩.對于太陽同步軌道，衛星對地定向狀態下的地磁場強度周期變化的，可以通過選擇合適的位置開啟磁力矩器產生合適力矩進行角動量卸載[1]或者使用三軸磁力矩器進行姿態控制[2].對于高軌衛星，由于地球磁場較弱，一般不使用磁力矩器.然而高軌衛星受到的干擾力矩以太陽光壓力矩為主，量級一般小于10-5N·m，若采用
空間控制技術與應用 2019年3期2019-07-22
- 非定態下角動量分量間不確定關系的驗證
鳳良?非定態下角動量分量間不確定關系的驗證景穩柱，石鳳良（唐山師范學院 物理系，河北 唐山 063000）不確定關系；非定態；軌道角動量；自旋角動量不確定關系問題是量子力學的基本問題之一。已有文獻大多局限于在定態下驗證能量和時間、坐標和動量間的不確定關系[1,2]。筆者驗證了軌道角動量分量間、自旋角動量分量間的不確定關系在非定態下仍然成立。1 非定態下軌道角動量分量間的不確定關系軌道角動量分量間的對易關系為[3]計算軌道角動量各分量的均方偏差為其中由上述結
唐山師范學院學報 2019年3期2019-06-18
- 為什么星系不是球形的？
狀其實要歸功于角動量。在角動量的作用下，天體會圍繞星系的中心做質心運動，并且漸漸地形成了一個平面。即使星系內單個天體的軌道發生些許變化，這些天體圍繞星系中心旋轉的總角動量是不變的，即角動量守恒。想象一個垂直于星系旋轉軸的平面，不同天體相對于平面向上和向下的動量都抵消了，只有保持天體繞中心旋轉的動量保留了下來。英國健康基金會高管亞歷山大·富蘭克林·陳
科學之謎 2019年2期2019-03-25
- 軌道角動量模式識別方法綜述
子除了具有自旋角動量外還具有軌道角動量. 1909年，在愛因斯坦的光量子理論[1]提出幾年之后，Poynting發現了光子具有自旋角動量[2]，然而，直到1992年光子的軌道角動量才被Allen等人發現，而且揭示了拉蓋爾-高斯模式的角向指數l和光子的軌道角動量之間存在對應關系[3]. 光子的自旋角動量和偏振有關，若1束光是圓偏振光，則光束中每個光子都攜帶了σ?的自旋角動量. 由于電磁場的橫波性，σ只能取±1，分別對應于左旋圓偏振和右旋圓偏振. 這2個態是量
物理實驗 2019年2期2019-03-18
- 關于角動量的教學探討*
132012)角動量是研究物體轉動的重要物理量, 是轉動動力學的核心概念之一.目前, 絕大多數大學物理教材在介紹角動量時[1～7], 都是先定義質點角動量, 再通過質點角動量推演出剛體和一般質點系的角動量.然而, 由于質點角動量是力學中最初涉及物理量間矢積運算的物理量之一, 它與學生之前所遇到的物理量都不相似, 具有明顯的特殊性, 會使初次接觸它的學生感到十分陌生, 不容易理解和掌握.本文提出了講解和闡釋剛體、質點以及一般質點系角動量概念和相關理論的新思路
物理通報 2018年12期2018-12-24
- 角動量守恒定律
仕鵬【摘 要】角動量這個概念是經典物理學中的重要組成部分，主要是為了研究物體的轉動。剛體的轉動慣量和角速度的乘積叫做剛體轉動的角動量。角動量守恒定律是力學中三大守恒定律之一，具有非常重要的地位。本文將簡要介紹角動量守恒定律和它的應用?！娟P鍵詞】角動量；角動量守恒；應用生活中可能會發現，人走路的時候正常情況下都是會擺臂的，這在人看起來是十分正常的，但是其中也蘊含了科學的知識，就是角動量守恒。一、角動量剛體的轉動慣量和角速度的乘積叫做剛體轉動的角動量，或動力矩
文理導航·教育研究與實踐 2018年3期2018-08-11
- 軌控大干擾下的系統角動量管理*
姿態長期控制的角動量管理裝置，如飛輪和控制力矩陀螺，存在控制力矩能力及角動量吸收容量的約束問題，因此軌道控制時多采用推力器進行姿態控制，以抑制軌控推力器工作時產生的姿態影響.當在軌航天器三軸姿態控制推力器由于部分異?；蚱渌鼏栴}導致推力器無法使用、推力器無法提供三軸控制力矩時，則航天器成為噴氣欠驅動控制系統[5-6]，在軌控大干擾下一般很難實現軌控期間的姿態維持控制.利用角動量管理裝置實現軌控期間的姿態維持控制時，采用磁力矩器卸載方式，存在無法短時間內完成角
空間控制技術與應用 2018年2期2018-05-15
- 聲子角動量與手性聲子?
.原子磁矩與總角動量J=mvr的比值稱回磁比其中g是朗德因子,他們認為,其理論值應該為1.實驗結果有1.02和1.45等.他們發表的結果為1.02,驗證了分子電流的假設,這就是愛因斯坦-德哈斯效應.然而,后來的實驗表明g≈2,間接驗證了后來發現的電子自旋(驗證電子自旋的經典實驗——斯特恩蓋拉赫實驗要晚于這一系列實驗),在鐵磁體中原子磁矩的主要貢獻來自電子自旋磁矩而非軌道磁矩[1].根據磁矩與角動量的關系以及角動量守恒,愛因斯坦-德哈斯效應提供了一種測量各種
物理學報 2018年7期2018-05-03
- 軌道角動量電磁波在無線通信系統中的應用
譜利用率，軌道角動量復用技術作為一種可能的解決措施，在無線通信中獲得了國內外學者的廣泛研究。2 軌道角動量復用技術目前常用的移動通信、廣播電視、衛星通信和導航等均基于平面電磁波理論（球面波的遠距離近似），其等相位面與傳播軸垂直。電磁波的軌道角動量（orbital angular momentum，OAM）特性卻使得電磁波的等相位面沿著傳播方向呈螺旋上升的形態，故軌道角動量電磁波又稱 渦旋電磁波 ，如圖1所示[1]。圖1 軌道角動量電磁波與常規電磁波示意圖與
數字通信世界 2018年1期2018-04-18
- 剛體角動量和轉動定律的教學討論
剛體定軸轉動的角動量與角速度關系表述不是很明確，往往使學生產生錯誤的理解，另外，在轉動定律中對力矩與角加速度關系交代不明確，也使學生對剛體這一章中的物理量理解不透徹.原因可能是，第一，教材中給定的描述使學生迷失方向，產生誤解；第二，教學的學時數有限對此問題的闡述帶來的限制[1]；第三，教師在授課過程中經常采用類比的講法，給學生造成一個錯覺.本文對剛體這一章涉及的幾個物理量之間的關系進行討論，希望對讀者有所借鑒.1 剛體的角動量式中，mi為 Pi點的質量→i
赤峰學院學報·自然科學版 2018年1期2018-02-28
- 輪系航天器的角動量包絡分析及角動量管理
態控制以及滿足角動量需求且具有一定冗余，一般配置4個或以上飛輪組成輪系系統輸出控制力矩[1-2]。航天器在軌運行時受環境外擾力矩作用，當無角動量卸載介入時輪系積累角動量將持續增長，使得飛輪組角動量飽和而喪失三軸控制能力。因此，系統一般配置磁卸載或噴氣卸載裝置[3]，特別是當判定飛輪角動量超過設定安全閾值時自主觸發噴氣卸載。然而，噴氣卸載勢必引起星體姿態波動對載荷工作產生影響，因此合理的系統設計，并輔之有效的角動量管理以減小不必要噴氣卸載，是在軌航天器實現載
中國空間科學技術 2017年6期2018-01-15
- 對角動量定理的表達式和適用對象的說明
先定義了力矩和角動量，從質點的牛頓第二定律出發，首先引出質點的角動量定理，又經嚴格的分析推導，給出不同物體及系統繞定軸轉動時的角動量定理表達式，最后對角動量定理適用對象進行特別說明。關鍵詞：力矩 角動量 角動量定理 質點 可形變非剛體 系統中圖分類號：O313 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（a）-0244-02角動量定理是大學物理中的一個重要內容，許多教材在介紹角動量定理時順序是按照這兩種方式進行的，第一種：首先在質點動力學
科技資訊 2017年25期2017-10-20
- 兩個同心帶電球殼體系電磁場角動量的研究
球殼體系電磁場角動量的研究趙慧媛 阮建紅(華東師范大學物理與材料科學學院， 上海 200241)電磁場的動量和角動量是經典電磁學有趣而又基本的問題。根據標準電磁理論，電磁場角動量可表示為Lem=ε0∫vr×(E×B)dV，對恒定電磁場，角動量還可以用Lem=∫r×ρAdV來計算，文章對此進行了分析。通過一個簡單的模型，即一個固定的絕緣帶電球殼處在另一個旋轉的絕緣帶電球殼中心，分析了該體系電磁場從建立到穩定，再到撤去的過程中，整個系統角動量的變化情況。驗證了
物理與工程 2017年5期2017-09-12
- 遙感相機姿態控制軸的動平衡結構設計與驗證
反作用力產生的角動量會改變遙感衛星的姿態，進而影響其他遙感相機的工作姿態。為了在遙感相機姿態控制軸內自平衡該角動量，減小影響，設計了一種遙感相機姿態控制軸動平衡機械機構。該機構主要由一個驅動電機、一個主軸、一個傳動齒輪系、一個增速器及一個角動量平衡輪組成。機構工作時，電機轉子驅動主軸帶動遙感相機姿態控制軸調整相機姿態，同時，電機定子的反作用力通過傳動齒輪系、增速器逐級傳遞，驅動角動量平衡輪旋轉。通過調整角動量平衡輪的質量放大比或者增速器的增速比可得適當量值
中國機械工程 2017年16期2017-08-31
- 角動量守恒定律及其應用
韓芍娜摘要：角動量守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。它反映了質點和質點系圍繞一點或軸運動的普遍規律。本文從角動量守恒定律出發，對角動量守恒在航天航空、體育賽事、日常生活中等常見現象進行介紹。關鍵詞：角動量；守恒；應用在研究物體運動時，通常用動量描述物體的運動，而人們經常遇到質點和質點系繞某一定點或定軸運動的情況。例如，太陽系中行星繞太陽的公轉、月球繞地球的轉動、物體繞某一定軸的轉動等，運動的物體速度的大小和方向都在不斷變化，因而其動量也在不斷變化，人
新校園·上旬刊 2017年5期2017-07-24
- 角動量平方算符的矢量分析計算
16022)?角動量平方算符的矢量分析計算周運清 黃文濤 周愷元(浙江海洋大學物理系；浙江省海洋大數據挖掘與應用重點實驗室，浙江 舟山 316022)量子物理是從經典物理中發展而來的，在其教學中有意識地挖掘現有教材以便與經典進行對比，指出兩者的差異，并說明在什么條件下量子描述退化為經典描述，具有十分重要的教學價值，而角動量的平方算符的推導剛好提供了這樣的契機. 本文利用矢量算符分析的方法來推導出在球坐標系下角動量平方算符的表達式，同時與經典的角動量平方進行
物理與工程 2016年6期2017-01-06
- 光子軌道角動量的應用與發展
——記中山大學光電材料與技術國家重點實驗室蔡鑫倫課題組及其研究學科
光子軌道角動量的應用與發展 ——記中山大學光電材料與技術國家重點實驗室蔡鑫倫課題組及其研究學科眾所周知，光是一種物質，它總是沿直線傳播。人類自古以來就研究光，而漩渦光束直到1992年才在荷蘭萊頓大學被Allen等人發現?？茖W家看到一個有趣的現象：在漩渦光束中，光線不是直線傳播，而是以螺旋線的形式，在一個空心的圓錐形光束中傳播。因此，這種光束看起來像一個漩渦或龍卷風，其中的光線可以向左或向右扭轉。光子可以攜帶軌道角動量，這一科學發現推動了多個學科新的發展，如
科學中國人 2016年34期2016-12-28
- 談談角動量守恒及其應用
6000）談談角動量守恒及其應用孫少卿（山東省臨沂市第一中學，山東 臨沂 276000）角動量這一概念是經典物理學里面的重要組成部分，角動量的研究主要是對于物體的轉動方面，并且可以延伸到量子力學、原子物理以及天體物理等方面。角動量這一概念范疇系統的介紹的力矩、角速度、角加速度的概念，并且統籌的聯系到質點系、質心系、對稱性等概念.本文主要對角動量守恒定律和其應用進行論述。對定律本身進行了簡略的闡述，并就其守恒條件及其結論進行了定性分析。角動量；守恒；應用大家
人生十六七 2016年32期2016-11-20
- 新探索光運動有新形式？
量的特征之一是角動量。之前，人們一直以為所有形式的光的角動量都是復雜的普朗克常數。最近，來自都柏林圣三一學院物理系的凱爾·巴蘭坦博士和保羅·伊斯特姆教授，與來自克蘭的約翰·多尼根教授展示了光的一種新形式，每個光子的角動量只是普朗克常數的一半。約翰·多尼根教授說：“我的研究致力納米光子束，是對納米量級上光的表現形式的研究。一束光的特性有光色、波長，還有鮮為人知的角動量。角動量是描述物體轉動量的物理量。對一束光而言，盡管傳播方向為直線，但光依然可繞中心軸轉動。
飛碟探索 2016年8期2016-09-06
- 基于角動量空間的SGCMGs姿態控制策略
1109)基于角動量空間的SGCMGs姿態控制策略梁金金，張小柯，宋效正，呂 旺(上海航天技術研究院上海衛星工程研究所，上海201109)針對單框架控制力矩陀螺(SGCMGs)的奇異問題，旨在建立一種基于角動量空間而非力矩空間的SGCMGs姿態控制策略，從根源上解決SGCMGs的操縱奇異，且不失其敏捷特性.由于此控制方案的動量管理環節需要另外一套動量交換機構參與，故引入反作用飛輪(RWs)組成混合執行機構，同時RWs可在機動末端用于高精度姿態穩定.針對雙平
空間控制技術與應用 2016年5期2016-04-08
- 電推進衛星角動量卸載研究
90電推進衛星角動量卸載研究馬雪1,2,*,韓冬1,2,湯亮1,21.北京控制工程研究所,北京100190 2.空間智能控制技術重點實驗室,北京100190電推進衛星需要在進行位置保持的同時通過將推力器的指向略微偏離質心來產生控制力矩,完成角動量卸載。針對該問題,文章在給定推力器開機位置、時長和動量輪目標卸載量的情況下,提出了正常模式和故障模式下的角動量卸載算法。通過對推力模型的簡化,得出了推力器最優偏轉方向的解析解,并對考慮推力器弧段損失和不考慮弧段損失
中國空間科學技術 2016年1期2016-02-13
- 角動量的理論研究
54300 ）角動量的理論研究尹芬芬（銅仁學院 物理與電子工程學院，貴州 銅仁 554300 ）研究一些物理問題時，我們會遇到質點或質點系相對于參考點或繞軸轉動的情況，此時用速度、動量都不能解決，因此物理學中引入了新的物理量—角動量。角動量能準確地描述物體的轉動狀況，在量子領域中也能反映表征狀態，并且在現代技術中有著廣泛的應用。本文從角動量的定義出發，對質點對參考點、質點繞定軸、質點系繞定軸等不同情況下的角動量定理及守恒定律進行了研究，并對動量守恒和角動量
銅仁學院學報 2015年4期2015-10-11
- 角動量算符的本征值
421008）角動量算符的本征值高峰1，2，許成科1，2，張登玉1，2，游開明1（1.衡陽師范學院物理與電子工程學院，湖南衡陽 421002；2.衡陽師范學院南岳學院，湖南衡陽 421008）量子物理學中，角動量算符是一個十分重要的物理量，可以用它的本征值來表征微觀體系的狀態。本文根據對易關系，利用較為簡便的方法求出任意角動量算符的本征值，并討論了軌道角動量算符和自旋角動量算符的本征值。角動量算符；對易關系；本征值0 引言角動量是物理體系的一個重要物理量，
衡陽師范學院學報 2015年6期2015-09-26
- 電子自旋角動量的升降算符*
)1 電子自旋角動量的升降算符的推導以表示電子自旋角動量算符，假設其分量都是厄密的，等等)而且滿足與軌道角動量一樣的對易式，即亦即這樣假設的理由是，軌道角動量曾從這種對易式出發，導出角動量(平方及投影)的本征值，其中的情況剛好和電子自旋相符合.根據實驗測量，S在任何方向的投影的取值只能是，因此成立下列算符關系:(1)至(3)式包括了電子自旋角動量的全部性質.其中(1)式是任何角動量的共性.(2)，(3)式則是電子自旋特有的.為了簡化運算，引入無量綱的“泡利
哈爾濱師范大學自然科學學報 2015年4期2015-09-09
- 光的角動量
認識到光還具有角動量的歷史并不長。1936年R.A.Beth最早提出了探測并測量光的角動量的建議，建立了這一性質與光的圓極化的關系。當光的量子理論建立起來之后，角動量的概念與光子自旋建立起漂亮的關系，許多人認為這項科學任務似乎已經完成。但其后幾十年的發展證明這只是整個故事的一半。近年來，光的角動量的研究進展，帶來了許多新的和廣泛的應用，這些對人們在這一問題上長期持有的觀念提出了新的挑戰。本書兩位編者為英國物理學與化學物理學的著名教授，幾十年從事基礎光子學和
國外科技新書評介 2014年2期2014-12-17
- 西風角動量輸送的氣候特征及其與急流關系研究
11 引言絕對角動量平衡是研究大氣東、西風帶和急流維持的物理基礎。絕對角動量由相對角動量（即 u角動量）和牽連角動量（即?角動量）之和構成，影響大氣角動量平衡的三要素分別為山脈力矩、摩擦力矩以及大氣自身對角動量的輸送。眾所周知，在山脈力矩和摩擦力矩的作用下，熱帶東風帶地面大氣得到西風角動量，中高緯西風帶地面大氣失去西風角動量；為了維持東、西風帶和急流，大氣中必然存在角動量的經向輸送（Jeffreys，1926；Bjerknes，1948）。而經向輸送主要在
大氣科學 2014年2期2014-12-13
- 應用角動量升降算符分析角動量的矩陣表示和表象變換
矩陣換算，但在角動量問題中，角動量分量的矩陣表示并不容易求得，本文利用升降算符計算角動量的矩陣表示，以及不同分量表象之間的變換[1-2]．1 角動量升降算符(1)(2)(3)(4)1.1 升降算符的定義定義算符(5)升降算符與角動量分量滿足如下關系：(6a)(6b)(6c)(7)1.2 升降算符對波函數的作用(8)(9)將(9)式左作用于(8)式，我們可以得到：(10)將(6c)式代入上式的左邊進行整理，得到：與(10)式對比，得：|Cjm|2〈jm+1|
通化師范學院學報 2014年8期2014-06-12
- 單框架控制力矩陀螺構型分析與奇異可視化
SGCMG系統角動量包絡的大小和形狀，而且還決定了奇點在空間中的分布。良好的構型不但可以充分利用SGCMG系統的力矩輸出能力，而且可以降低奇點分布的復雜度，從而利于操縱律的設計。因此，構型分析與設計是SGCMG應用的基礎和前提。對于控制力矩陀螺系統構型，國內外學者從多種角度進行了研究。文獻[1]針對控制力矩陀螺在空間站中的應用，考慮了質量、功率、體積、安全性、可維護性和壽命等指標，對各種典型構型進行了對比分析，給出了構型選擇依據。然而，該研究主要考慮了控制
中國空間科學技術 2013年1期2013-11-26
- 柱矢量光束的角動量
能量、線動量和角動量。1936年Beth通過實驗觀察到了光場中光子的角動量，即自旋角動量[1]。1992年，Allen等研究了近軸條件下線偏振的拉蓋爾——高斯光束（LG）的軌道角量[2]，發現LG光束的角動量可以分成兩部分：一部分取決于光的偏振態，即僅與光子的自旋量子數相關的角動量，稱為光束的自旋角動量；另一部分取決于光傳播時的螺旋形波前相位，即僅與角向量子數相關的角動量，稱為光束的軌道角動量。隨后他們研究了非近軸拉蓋爾——高斯軸對稱矢量光束[5-8]，發
商洛學院學報 2013年4期2013-11-19
- 電磁學與電動力學中的磁單極－I
荷體系的電磁場角動量本文討論涉及磁單極的電磁場的角動量.由于電磁場的角動量要求同時存在磁場和電場時才可能具有，因此考慮一個最基本的滿足這樣要求的體系，它由一個磁荷為g的磁單極和一個電荷為e的點電荷構成.把磁單極放在坐標原點.這個體系的安排如圖1所示，其中磁單極到場點P的矢量為r，點電荷到場點P的矢量為r′，磁單極到點電荷的矢量為R＝r－r′.為方便討論，進一步引入r方向的單位矢量和r′方向的單位矢量.磁單極在場點P產生的磁場強度H 通過適當的單位制選擇可以
物理與工程 2013年6期2013-07-30
- 同科電子組態nlq與組態nl2(2l+1)-q的原子態
時時原子的軌道角動量、自旋角動量、總角動量都為零.2 泡利（Pauli）原理泡利原理：不能有兩個或兩個以上的電子處在同一個狀態.對原子中的每個電子而言，電子有軌道運動l，軌道運動的空間取向由軌道磁量子數ml決定，電子還有自旋運動s，自旋運動的空間取向由自旋磁量子數ms決定.這樣電子的狀態可由五個量子數n,l,ml,s,ms標識.但各電子的自旋量子數s=是相同的，實際上四個量子數n,l,ml,ms就可以標識電子的狀態.則泡利原理可理解為：在原子中不能有n,l
赤峰學院學報·自然科學版 2012年12期2012-09-01
- “自然坐標系”下的角動量定理及其應用
然坐標系”下的角動量定理及其應用吳義炳 劉銀春（福建農林大學機電工程學院，福建 福州 350002）闡述在剛體的定點轉動中，引入“自然坐標系”來分析，往往可以使問題變得更加簡單，物理意義變得更加清晰，并且通過具體實例加以驗證，最后通過對剛體定軸轉動的分析，把剛體定軸轉動的角動量定理與定點的角動量定理統一起來.自然坐標；角動量定理；定軸轉動引言一般情況下，為了能夠定量地描述質點的運動，經常引用笛卡兒坐標系；但同時也發現有些問題，尤其是對那些運動軌跡已知的問題
物理與工程 2011年6期2011-12-21
- 正交曲線坐標系中的角動量算符
曲線坐標系中的角動量算符成泰民, 曹連剛, 葛崇員, 孫樹生(沈陽化工大學數理系,遼寧沈陽 110142)由不同正交曲線坐標系的單位基矢之間的變換矩陣,推導出角動量算符之間的普遍變換規律.并且在正交曲線坐標系中給出 Hamilton算符▽及角動量算符的表示.討論球坐標系、柱坐標系、直角坐標系之間的單位基矢之間的變換矩陣及角動量算符之間的變換規律.并討論在球坐標系、柱坐標系、直角坐標系中^L2算符的處理.正交曲線坐標系; 幺正算符; 角動量算符; Hamil
沈陽化工大學學報 2010年4期2010-09-14
- 對全國中學生物理競賽復賽一試題參考解答的質疑與分析
動.一學生利用角動量定理來考察此木塊以后的運動過程:“把參考點設于如圖所示的地面上一點 O,此時摩擦力f的力矩為0,從而地面木塊的角動量將守恒,這樣木塊將不減速而做勻速運動.”請指出上述推理的錯誤,并給出正確的解釋.參考解答:該學生未考慮豎直方向木塊所受的支持力和重力的力矩.僅根據摩擦力的力矩為零便推出木塊的角動量應守恒,這樣推理本身就不正確.事實上,此時支持力的作用線在重力作用線的右側,支持力與重力的合力矩不為0,木塊的角動量不守恒,與木塊做減速運動不矛
物理教師 2010年5期2010-07-24