为什么动量守恒定律可以应用于宏观物理中?而牛顿定律却不能?

这好像是我们高中时的老师说的,问他为什么,他说给我查查,这么多年了,还没回答我。

微观物体?

这没有什么奇怪的.虽然你们的老师可能给你们推导过牛顿定律可以推出动量守恒.但是物理规律的适用性不是由谁能推出谁来决定的,而是由实验决定的.

或者这么说,大自然选择了守恒定律作为更基本的规则,而不是牛顿定律.这些守恒定律包括能量守恒,动量守恒,电荷守恒....

根据一个叫诺特的科学家搞出的一个定理,任何对称性都对应一个守恒量.也就是说,大自然其实是选择了对称性作为比牛顿定律根本得多的规律.动量守恒对应的是空间平移不变性.也就是说在这里做实验和在月球作实验没有什么两样这样的特性.
(你可以看百科"对称性和守恒定律")
不管是宏观物体还是微观物体,空间平移不变性都太基本.所以动量守恒定理一直无法抛弃.一个空间平移变化的世界事实上会更加让人困扰.如果空间平移变化了,那么我们能得到的任何规律是不是都会相当局域.比如我在地球得到的规律,再也不能运用到月球的运动,因为那里的空间是不一样的.我要了解月球的运动,不得不先了解月球的附近的空间与我们不同的地方.

虽然以上例子举的是宏观物质,然而对微观物质也一样.运用于微观物质的动量守恒定律事实上不是在微观尺度上运用的.比如我要观察两个粒子的碰撞,测量他们动量是否守恒,我做的测量必然都已经相当宏观了.所以对应的空间平移不变正如宏观物体所需的空间平移不变一样.

如果空间是格点化的,只在大的空间平移下不变,又会怎么样呢? 晶体中把原子核看作空间背景,考虑电子的运动就是这样的,动量守恒依然存在,但是会附加上某个特定动量的任意整倍数.这个动量和空间格点大小有关.

不人为地把一些东西看成空间背景的化,至今还没发现在哪个微小尺度下空间平移不变性会破坏.
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第1个回答  2010-03-26
牛顿定律适用于宏观、低速运动的物体,根据爱因斯坦的相对论,在这些情况下物体的质量几乎不会发生变化。然而物体在高速运动的情况下,物体质量会发生显著变化,经典的物理学已不再试适用了,但是在这样的情况下,动量守恒定律仍然适用,不受局限。在微观的情况下,则需要用到量子力学了,因为它的运动已不再能够通过我们所生活的宏观世界现象里面所能描述和想象的了。微观物质通常表现为波动情况,即德布罗意波了,牛顿第二定律(实验得出的)等已不再适用了。
第2个回答  2010-03-26
牛顿定律运用于宏观低速的物体,动量守恒定律比牛顿定律应用更广,一个定理一种学说都是有一定的应用范围,关于物理界的大统一理论至今仍没有得出,牛顿的三个定律是在惯性参考系中得到的,要是在非惯性参考系中就不适用了。
第3个回答  2010-03-26
是微观物理

牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围
牛顿运动定律只适合研究低速,宏观问题,动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的各个领域,不仅适用于低速物体,也适用于高速物体。根据查询青夏教育网信息得知,动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广,自然界中,大到天体的相互作用,小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律,而牛顿运...

...牛顿第二定律推导而来但是为什么动量守恒定律却适用于微观高速的粒...
因为动量守恒定律只涉及两个状态,与过程无关.但动量定理、动能定理和牛顿运动定律涉及到详细的物理过程,即与时间和空间相关,微观物体和高速运动的物体的时空观发生变化,所谓钟慢尺缩,因此这些规律不再适用.牛顿定理不适用微观世界.动量定理(守衡定律)虽是在牛顿定律中推出,用牛顿定律推出动量定理,但是并不...

动量守恒是牛顿定律推出来的,那为什么经典力学不适用高速,而动量守恒却...
只能说在宏观低速下,动量守恒和牛顿定律之间,可以有数学上的关系。 但绝不是动量守恒定律是牛顿定律推出来的,他不依赖与其他任何定律。 如果牛顿定律成立是动量守恒成立的条件,那么微观高速情况下,牛顿定律由于时间变慢和尺度缩短等原因不在成立,我们也不可能带到微观下动量是守恒的了。那自然了,...

为什么用牛二定律推出的动量守恒定律,却能适用牛顿定律所不适用的微观...
动量守恒定律是一条实验定律,只是对于碰撞问题用牛二定律可以导出动量守恒的关系。牛顿力学属于经典力学,有自身的局限性,适用于低速,宏观,弱引力场中。而动量守恒定律经过实践证明,对于现在所有的物理范围都可以使用。

为什么牛顿运动定律不能用的情况下动量定理仍然适用?
动量定理不一定能用,因为动量定理是由牛顿第二定律推导出来的。但是动量守恒定律能用,动量守恒是由我们的时空的平移对称性所致,可以独立于牛顿第二定律

为什么动量守恒定律既可以在经典力学也可以在高速运动的粒子中使用?
能够从牛顿力学推出来,并不意味着动量守恒的根源在于牛顿力学。动量守恒的根源在于空间的平移对称性,这里引用一下 诺特定理物理学发展到现在,还没有发现违背动量守恒的现象(见下),所以科学家们认为动量守恒(还有能量守恒、角动量守恒)是要比牛顿定律什么的更为基本的规律嗯。当人们发现某些现象好像违背了...

动量守恒适用于微观吗?
动量守恒定律的适用范围比牛顿运动定律更广 近代的科学实验和理论分析都表明:在自然界中,大到天体间的相互作用,小到如质子、中子等基本粒子间的相互作用,都遵守动量守恒定律。因此,它是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一,比牛顿运动定律的适用范围更广。下面举一个牛顿运动定律不适用而动量守恒...

动量守恒定律的适用范围是什么?
动量守恒定律是人们在长期实践的基础上建立的,首先在碰撞问题的研究中发现了它,随着实践范围的扩大,逐步认识到它具有普遍意义, 对于相互作用的系统,在合外力为零的情况下,由牛顿第二定律和牛顿第三定律可得出物体的总动量保持不变。动量守恒定律适用范围的推广,由于一个质点系在不受外力的作用时,...

动量守恒定律适用范围是什么?
在自然界中,大到天体间的相互作用,小到如质子、中子等基本粒子间的相互作用,都遵守动量守恒定律。因此,它是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一,比牛顿运动定律的适用范围更广。由于一个质点系在不受外力的作用时,它的总动量是守恒的,所以一个质点系的内力不能改变它质心的运动状态,这个讨论...

动量守恒和和动量定理在微观世界还能不能用
因为动量守恒定律只涉及两个状态,与过程无关。但动量定理、动能定理和牛顿运动定律涉及到详细的物理过程,即与时间和空间相关,微观物体和高速运动的物体的时空观发生变化,所谓钟慢尺缩,因此这些规律不再适用。牛顿定理不实用微观世界。。动量定理(守衡定律)虽是在牛顿定律中推出,用牛顿定律推出动量定理,...

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