关于碰撞介绍

[拼音]：pengzhuang

[外文]：collision

两物体或粒子彼此由远及近、发生相互作用，从而改变运动状态、改变形状或转化为其他粒子的过程。微观粒子的碰撞又称散射。

可用经典力学描述。碰撞在极短时间内完成，碰撞力远比一般的作用力大，过程中可不计其他力的影响而认为两碰撞物体的动量之和守恒。

碰撞过程中，两物体不能看作刚体，因都要经历形变和恢复两个阶段，所以应把二物体看作可变形的d塑性体。当两物体的刚度较大、碰撞时相互接触的时间大于两物体中任一个d性波的最大周期时，就可以不考虑d性波的传播时间，而认为碰撞作用瞬时传到整个物体。物体发生塑性形变时，部分机械能转化为内能等其他形式的能量，故碰撞过程中的机械能不守恒。

按照I.牛顿引入的假定，在碰撞中，两小球在恢复阶段的碰撞冲量和变形阶段的碰撞冲量之比称为恢复系数e，或者说，两物体在完全脱离接触的瞬时，接触点公共法线方向上的相对速度和开始碰撞瞬时接触点公共法线方向上的相对速度之比称为恢复系数。这个系数和相互碰撞的速度和物体的尺寸无关，只依赖于相互碰撞的物体的材料，当e=1时，碰撞是d性的，只有在这个时候，碰撞过程中两物体的总动能才是守恒的。当e<1时，碰撞是非弹性的。当e=0时，碰撞是塑性的，这时两物体如发生正碰撞，将连接在一起运动。

一个刚性很大的物体在运动过程中，其上某点被突然固定时，则相当于在此点上对物体作用有一个碰撞冲量，而且碰撞是塑性的，即e=0，这种情形常称为“突加约束”。

对于多个物体的同时碰撞，目前还没有一般的研究方法。

需用量子力学描述。由于量子力学中的测不准关系，微观粒子的位置和速度不可能同时精确测定，以一定初速运动的微观粒子碰撞后的运动状态也就不是唯一的，用量子力学的波动方程可以确定碰撞后粒子处于任一种运动状态的几率。另外，微观粒子在碰撞过程中可以因相互作用而产生或湮没，这也是与宏观物体不同的。

微观粒子的碰撞过程分为d性的和非d性的两种，在d性碰撞（又称d性散射）过程中，粒子之间只有动能的交换，而不发生粒子的种类、数目和内部运动状态的改变。在非d性碰撞（又称非d性散射）过程中，或者发生粒子内部运动状态的改变，或者发生粒子的种类和数目的改变，这时，粒子之间转换的能量不仅是动能，还有与粒子的跃迁或粒子的产生和湮没相关的能量。

对亚原子粒子碰撞过程的研究是粒子物理学的一个重要课题，通过它可以得到关于粒子间相互作用的信息。

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