牛顿理论为什么不适用粒子物理?

作者&投稿:夷德 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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牛顿力学以牛顿三大运动定律和万有引力定律为基础,所以牛顿力学的适用范围,受限于这四个基本定理,像微观和宏观高速就不适用牛顿力学。

  在300年前,牛顿建立经典力学,统一了地面、天上的物体运动规律,从此科学家能够精确地预言各大行星、卫星和彗星的行为,比如海王星就被称作笔尖上发现的行星,因为最初天文学家是通过天王星的引力摄动现象,预言了海王星的存在,然后推测出海王星的轨道并找到了海王星。

  

  经典力学的建立,让物理学蓬勃发展,从而带动人类社会的进步,比如瓦特发明蒸汽机,法拉第发明了发电机,莱特发明了飞机,这些都和物理学息息相关。

  但是进入20世纪后,人们发现了很多牛顿力学无法解释的现象,比如水星进动、黑体辐射、光电效应、光速不变等等。

  如果我们深究其中的原因,其实还是牛顿力学的基本定律存在局限性,从而导致经典力学的适用范围受限,牛顿三大运动定律分别是:惯性定律、牛顿第二定律(F=ma)、作用力和反作用力定律。

  

  比如其中的牛顿第二定律,就只在宏观低速下成立,在高速情况下将受到相对论质增效应的影响;而作用力与反作用力定律,在某些特殊场合也不适用,比如加速带电粒子会辐射电磁能量,使得带电粒子本身受到一个电磁阻尼,这个作用在经典力学中就找不到反作用力。

  另外,当两个粒子的距离无限接近时,根据万有引力定律的描述,粒子间的吸引力将会变得无穷大,这点是不正确的,所以万有引力无法描述微观粒子的相互作用,而且在强引力源的情况下,由于相对论效应明显,万有引力定律也将失效。

  

  正是由于牛顿力学的四大基本定律存在局限性,所以导致了牛顿力学本身存在适用范围,尤其是在微观,以及宏观高速的情况下,需要使用量子力学和相对论力学来描述。



牛顿理论只适合两维平面跟立体 第三维度是微观粒子非整数0-1之间的维度牛顿物理在里面不成立欧式几何在里面也不成立

不是说微观电子围绕着原子核运动变化吗,这不就是说的万有引力吗!

牛顿体系中将空间视作无任何作用的背景,引力就成为了物体发出的拉力。背景空间在研究大尺度对象时没有问题,但是量子尺度上以光做为观测作用力的媒介时,将空间视作无作用背景的问题就凸显了。光速不变的现象、引力透镜到暗能量都意味着物理学对物质与空间关系的认识存在问题。

因为牛顿理论存在着局限性,只能适用于宏观低速物体,不能对微观粒子进行分析,所以牛顿理论不适用粒子物理。


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丹东市15153812389: 为什么牛顿定律不适用与微观粒子 -
赏亮利妥: 牛顿定律只适合宏观世界,微观世界不适用.因为当物质及小或速度及大时质量会发生巨大变化.建议你去百度下会有更详细的解释.

丹东市15153812389: 牛顿第三定律为什么不能用于微观高速 -
赏亮利妥: 牛顿定律不仅不能用于量子尺寸下的微观,也不能用于宇宙范围内的宏观.目前物理界两大理论支柱是宏观的相对论与微观的量子论(之前的支柱是:牛顿经典力学+麦克斯韦电磁学),按照当前的理论,牛顿定律是错误的,即使在常态的时空(日常生活)范围内,都是错误,之所以现在的工程上依然使用,是因为在常态时空中,牛顿定律计算结果的误差可以忽略不计.当然,当今的物理学理论也可能是错的,包括相对论和量子论.任何理论都是带有条件的,它们之所以被使用,是因为它们目前还未被证伪,只要有一个反例出现,这个理论就会被抛弃.楼主可以去看看两本书: 《时间简史》 《上帝掷骰子吗》

丹东市15153812389: 牛顿定律不适用于微观粒子的运动,可为什么我们还经常研究电子、质子在电磁场中场中做匀速直线运动等情况 -
赏亮利妥: 是范围或者精确度的问题,你要是高中生的话,课本里涉及的都是低速问题,一般用牛顿力学就行了,要是精确度要求高了,就要用到量子力学了.

丹东市15153812389: 牛顿三大定律在哪些情况下是不成立的? -
赏亮利妥: 由牛顿定律为基础建立的经典力学,只适用于宏观、低速、弱力的场合.在高速(速度接近真空中光速C)、微观(粒子角动量接近普朗克常数h)和强力(维系原子核的约束力,强度~10^4牛顿)的情况下实效,分别用相对论、量子力学和粒子物理描述.

丹东市15153812389: 牛顿经典力学在微观以及高速时不适用了?试不要用量子力学来解释. -
赏亮利妥: 量子力学与经典力学是很不同的,由于我们所在的宏观世界的各种现象给我们经典力学的深刻印象,而量子力学是我们从宏观世界无法看到的,所以很难接受.由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学.当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学.在量子力学中,粒子的状态用波函数描述,它是坐标和时间的复函数,也就是薛定谔方程了.的这之后量子力学还在发展.如果你学习高等物理是可以接触到量子力学的.希望对你有帮助,欢迎追问!

丹东市15153812389: 为什么带电粒子的运动可以用牛顿第二定律?牛顿第二定律不是只适用于低速宏观弱引力么?既然都是粒子了还属于宏观么? -
赏亮利妥:[答案] “既然都是粒子了还属于宏观么?”这种观点不正确.只要满足经典力学使用条件都可以用.对一般的粒子比如常见的电子、质子、He核等,在研究粒子间的相互作用力及其内部作用力时必须采用近代物理理论,但在研究诸如重力等...

丹东市15153812389: 牛顿力学不适用微观世界,但是电场中的一些粒子还受重力的作用,是不是万有引力的应用?谢谢! -
赏亮利妥: 牛顿力学不适用微观世界,其实在电场中的粒子都要考虑重力作用,但在中学物理中,为了简便运算,降低难度,使数据凑整,是否要考虑重力看情况而定

丹东市15153812389: [物理题目]以牛顿定律为基础的经典力学,不适用于光速的高速物体,这是因为 - ---------
赏亮利妥: 以牛顿定律为基础的经典力学,不适用于光速的高速物体, 这是因为根据狭义相对论,当物体达到光速质量会发生变化,而经典力学中质量是恒定的,所以不适用. 也不适用于微观粒子的运动,因为微观粒子, 这是因为质子,中子,电子等微观粒子不仅具有粒子性,还具有波动性,这种运动规律用经典力学解释不了,而要用量子力学的知识来解释. 所以经典力学只适用于:宏观物体的低速运动(指远小于光速的运动)

丹东市15153812389: 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分子运动. -
赏亮利妥: 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...

丹东市15153812389: 为什么牛顿第二定律只适应于惯性系宏观低速运动物体
赏亮利妥: 现代科学认为,物体的运动遵照爱因斯坦的相对论,牛顿力学只是相对论在描述宏观低速物体运动时的近似,相对论是有级数的,牛顿力学取得是前两级,后面的省略掉了,也就是说牛顿力学是近似值,不过对于宏观低速物体运动 来说.精度足够.但对于高速微观粒子的运动,牛顿力学就不适用了,需要用到洛伦茨变换.也就是狭义相对论.高速微观粒子的运动,不是我们能想象得到的,你无法同时知道它的速度与位置.本人物理学的不好.仅供参考.

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