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itachi_木虫 (正式写手)
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转动惯量_20170104
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转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性（回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性）的量度，用字母I或J表示。 在经典力学中，转动惯量（又称质量惯性矩，简称惯距）通常以I 或J表示，SI 单位为 kg·m2。对于一个质点，I = mr2，其中 m 是其质量，r 是质点和转轴的垂直距离。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性，用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。 转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置，而同刚体绕轴的转动状态（如角速度的大小）无关。形状规则的匀质刚体，其转动惯量可直接用公式计算得到。而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量，一般通过实验的方法来进行测定，因而实验方法就显得十分重要。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。 在原子核中，也可以把质子中子组成的量子多体系统看作一个刚体。曾瑾言《原子核结构理论》中指出两个极端的经典模型：一是把原子核看作一个刚体；二是把原子核看成非旋流体，填充在旋转椭球状原子内，椭球绕垂直于对称轴的轴转动。 对于原子核的转动惯量，在转轴固定的情况下，有两个比较敏感的指示器——形状和对关联，分别对应经典物理中的形状和质量分布。它们在核结构模型中，前者体现着平均场效应，后者体现了由于平均场一体势中包括不了的剩余相互作用。描述原子核的形状，一般可以用球谐函数来参数化。如果是反射对称的，一般四极形变和十六级形变就足以描述。形状变大，转动惯量变大，形状变小，转动惯量变小。若形状变化不大，或者形状变小时，转动惯量还有增大，那么需要考虑对关联，也就是质量分布的影响了。相应地，对关联增加，核子间结合的比较紧密，转动惯量较小；对关联减小，核子间结合的比较松散，转动惯量较大。那么前述状况下，就有可能是对关联减小而引起的转动惯量增大了。 |
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