㈠力学中的自由度
力学中定义自由度为能单值地确定一力学体系的运动状态所必须的互相独立并可自由变动的物理量数目,也就是能自由变动的独立坐标数目。例如一个质点的自由度是3,N个质点的力学体系的自由度是3N。但是一个刚体只有三个平动和三个转动的独立坐标,其自由度是6。虽然刚体由N个分子组成,但由于描述粒子之间因相对位置改变而发生的简正振动的(3N-6)个独立坐标全被冻结,因而其自由度数只剩6个。自由度不仅可因被冻结而减少,也可因被约束而减少,例如若一质点被限制在一曲线上运动,则其自由度仅为1,另两个自由度被约束而不能自由变动,这称为自由度的约束。
㈡热学中的自由度
在热学中,常描述单个粒子(分子或原子)的运动,这仍然是个力学问题。但由于它特别要区分是平动的、转动的还是振动的独立坐标,因而把能自由变动的独立坐标称为自由度(例如平动自由度,沿x方向运动的平动自由度等等),而把能自由变动的独立坐标数称为自由度数,例如单原子分子的自由度数为3,双原子分子有三个平动、两个转动、一个振动自由度,其自由度数是6,刚性双原子分子由于振动自由度已被冻结,其自由度数是5。
㈢内部自由度与非弹性碰撞
某些自由度可隐藏在体系内部,它仅在一定条件下才被激发出来,处于这种状态下的自由度称为内部自由度。例如对于宏观物体,其内部分子或原子的热运动相对于物体的整体运动来说可被看做是物体的内部自由度或其他自由度的运动。而耗散过程则是物体宏观运动的能量向内部自由度或其他自由度转移的过程。微观粒子也可有它自己的内部自由度。微观粒子在碰撞时其平动能量可向振动能量转变。例如微观粒子碰撞固体时,固体可产生或吸收声子,又如原子碰撞时也可导致其中的电子激发。这种导致内部自由度激发的碰撞称为非弹性碰撞,这是在微观领域对非弹性碰撞的理解
力学中定义自由度为能单值地确定一力学体系的运动状态所必须的互相独立并可自由变动的物理量数目,也就是能自由变动的独立坐标数目。例如一个质点的自由度是3,N个质点的力学体系的自由度是3N。但是一个刚体只有三个平动和三个转动的独立坐标,其自由度是6。虽然刚体由N个分子组成,但由于描述粒子之间因相对位置改变而发生的简正振动的(3N-6)个独立坐标全被冻结,因而其自由度数只剩6个。自由度不仅可因被冻结而减少,也可因被约束而减少,例如若一质点被限制在一曲线上运动,则其自由度仅为1,另两个自由度被约束而不能自由变动,这称为自由度的约束。
㈡热学中的自由度
在热学中,常描述单个粒子(分子或原子)的运动,这仍然是个力学问题。但由于它特别要区分是平动的、转动的还是振动的独立坐标,因而把能自由变动的独立坐标称为自由度(例如平动自由度,沿x方向运动的平动自由度等等),而把能自由变动的独立坐标数称为自由度数,例如单原子分子的自由度数为3,双原子分子有三个平动、两个转动、一个振动自由度,其自由度数是6,刚性双原子分子由于振动自由度已被冻结,其自由度数是5。
㈢内部自由度与非弹性碰撞
某些自由度可隐藏在体系内部,它仅在一定条件下才被激发出来,处于这种状态下的自由度称为内部自由度。例如对于宏观物体,其内部分子或原子的热运动相对于物体的整体运动来说可被看做是物体的内部自由度或其他自由度的运动。而耗散过程则是物体宏观运动的能量向内部自由度或其他自由度转移的过程。微观粒子也可有它自己的内部自由度。微观粒子在碰撞时其平动能量可向振动能量转变。例如微观粒子碰撞固体时,固体可产生或吸收声子,又如原子碰撞时也可导致其中的电子激发。这种导致内部自由度激发的碰撞称为非弹性碰撞,这是在微观领域对非弹性碰撞的理解