Законы сохранения взаимодействия

Момент импульса (или кинетический момент, угловой момент, орбитальный момент, момент количества движения) характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.

Замечание: момент импульса относительно точки это псевдовектор, а момент импульса относительно оси скалярная величина.

Следует учесть, что вращение здесь понимается в широком смысле, не только как регулярное вращение вокруг оси. Например, даже при прямолинейном движении тела мимо произвольной воображаемой точки, оно также обладает моментом импульса. Наибольшую роль момент импульса играет при описании собственно вращательного движения.

Момент импульса L частицы относительно некоторого начала отсчёта определяется векторным произведением ее радиус-вектора и импульса:

где r радиус-вектор частицы относительно выбранного неподвижного в данной системе отсчета начала отсчёта, p импульс частицы.

В системе СИ момент импульса измеряется в единицах джоуль-секунда; Джс.

Из определения момента импульса следует его аддитивность. Так, для системы частиц выполняется выражение:

Для систем, совершающих вращение вокруг одной из осей симметрии (вообще говоря, вокруг так называемых главных осей инерции), справедливо соотношение

где I момент инерции относительно оси вращения, вектор угловой скорости.

В общем случае вектор момента импульса связан с вектором угловой скорости линейным оператором момента инерции:

.

В квантовой механике момент импульса квантуется, то есть он может изменяться только по «квантовым уровням» между точно пределенными значениями. Проекция на любую ось момента импульса частиц, обусловленного их пространственным движением, должна быть целым числом, умноженным на определяемой, как постоянная Планка, поделенная на 2π. Эксперименты показывают, что большинство частиц имеют постоянный внутренний момент импульса, который не зависит от их движения через пространство. Этот спиновой момент импульса всегда кратен. Например, электрон в состоянии покоя имеет момент импульса .

В классическом определении момент импульса зависит от 6 переменных, ,, ,, и. Переводя это на квантовомеханические определения, используя принцип неопределенности Гейзенберга, получаем, что невозможно вычислить все шесть переменных одновременно с любой точностью. Поэтому есть ограничение на то, что мы можем узнать или подсчитать о практическом моменте импульса. Это значит, что лучшее, что мы можем сделать это подсчитать одновременно величину вектора момента импульса и его компоненты по осям.