實驗室系即實驗室坐標系，簡稱L系，是指坐標原點固定在實驗室中某一點（如核反應實驗中的靶核）的坐標系。質心繫即質心坐標系，簡稱C系，是指坐標原點固定在系統諸粒子的質心（如核反應中入射粒子和靶核的質心）上的坐標系。應該強調平動質心繫(簡稱質心繫)具有重要特性。非孤立系統的質心一般作加速運動,因此平動質心參照系可能是一個非慣性系。原則上，在非慣性系中牛頓第二定律不成立，由牛頓定律推得的動量定理和動能定理也不成立。但考慮到平動質心繫中系統各質點受到的慣性力可以等價於慣性力總和作用於質心來處理，像重力場中系統各質點所受重力可以等價於重力總和作用於質心(此處就是重心)處理一樣。這個總慣性力不管多大,等價作用點(質心)在質心繫中無位移,做功為零。因此,套平動質心繫無需考慮慣性力，動能定理依然成立，再考慮到質心繫中質心靜止,系統總動量必為零,質心繫為零動量參照系,這意味著在質心繫中慣性力與外力之和為零。
基本介紹
- 中文名：實驗室系和質心繫
- 外文名：laboratory frame of reference and centre of mass frame
- 學科：物理
- 簡稱：l系
實驗室系和質心繫（laboratory frame of reference and centre of mass frame）
實驗數據是相對於L系而言，而理論處理中先把質心的勻速運動分離出去，採用C系後，兩坐標系的物理量應作如下的相互轉換。入射粒子的相對運動動能，即入射粒子a和靶核X相對於質心運動的動能E′與入射粒子在L系中的動能Ea的關係為，
式中ma和mX分別為入射粒子和靶核的質量；在L系和C系中的出射角θL和θC之間的關係為
式中γ是質心在L系中的速度vc與出射粒子b在C系中的速度vb′的比值γ=vc/vb′。用質量數A表示時
式中Aa、Ab、AX和AY分別是入射粒子、出射粒子、靶核和剩餘核的質量數，E′為入射粒子的相對運動動能，Q為反應能。
