Spinn (klassisk fysikk)
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Spinn (dreieimpuls, drivmoment, bevegelsesmengdemoment) er en fysisk størrelse som beskriver et systems eller legemes rotasjonstilstand rundt et sentrum.
Spinn er svært viktig i fysikk, på grunn av at det er en bevart størrelse: et systems spinn holder seg konstant med mindre et ytre dreiemoment virker på det.
[rediger] Definisjon
SI-enheten for spinn er joulesekund; J·s, men angis også i kg · m²/s.
Generelt er en partikkels spinn om et punkt er definert som:
der:
- er partikkelens spinn,
- er partikkelens posisjonsvektor i forhold til punktet,
- er partikkelens bevegelsesmengden, og
- er kryssprodukt.
For et legeme med fast masse som roterer om en fast symmetriakse, kan spinnet uttrykkes som produktet av treghetsmomentet og vinkelhastigheten:
der
- er treghetsmomentet for legemet og
- er vinkelhastigheten.
[rediger] Bevaring av spinn
Spinnet er konstant i et lukket system, noe som er matematisk ekvivalent med at den tidsderiverte er lik null. Den tidsderiverte for spinn er dreiemoment:
Dermed er kravet om et lukket system det samme som at det ikke virker noen ytre dreiemoment på systemet.
der τytre er dreiemoment som virker på systemet.
Spinnet til et massepunkt som roterer omkring en gitt akse kan også defineres som:
hvor
- m er massepunktets masse,
- v er massepunktets tangentielle hastighet i forhold til aksen
- og r er avstanden fra massepunktet til rotasjonsaksens sentrum