牛顿理论为什么不适用粒子物理?

作者&投稿:饶勇 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

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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