恩紹定理

恩紹定理指出點粒子集不能被穩定維持在僅由電荷的靜電相互作用構成的一個穩定靜止的力學平衡結構。

基本介紹

• 中文名：恩紹定理
• 領域：物理

簡介

恩紹定理（Earnshaw's theorem）指出點粒子集不能被穩定維持在僅由電荷的靜電相互作用構成的一個穩定靜止的力學平衡結構。該定理首次被英國數學家塞繆爾·恩紹於1842年證明。該定理通常被用於磁場中，但該定理最初被套用於靜電場中。該定理適用於經典平方反比定律的力（靜電力和引力），同時也適用於磁鐵和順磁性材料或者其它任意組合（但非抗磁性材料）的磁場力。

介紹

通俗地講，一個點電荷在任意一個靜電場的情況是高斯定律的一個簡單結果。

點粒子

點粒子是物理裡頭常使用的一種粒子理想化的概念。 其主要的特色是維度為零，不占有空間。當情況在與物體的大小、形狀、結構無關時，點粒子是一個合適的描述。 舉例而言，只要離得夠遠，形狀任意的物體都會看似於一個點。

在討論重力時，物理學家習慣用一個“點質量”去描述一個具有質量但不具有結構的粒子。 類似的情況，在電磁作用中“點電荷”代表一個帶電荷的粒子。

有時由於特殊的組成性質，即使相距不遠，物體仍可視作為點粒子。 例如一個其互動作用遵守平方反比定律的球形物體，它的作用等同全部的物質集中在球心的點上。 在牛頓重力和古典電磁學中，在球面之外的場等同一個位於球心的具有相同質量/電荷的點粒子產生的場。

在量子力學里，這個概念變得比較複雜。 由於海森堡的不確定性原理，一個不具有結構的粒子所占據的空間仍不為零。 例如一個氫原子軌道上的電子，其所占據的空間約 10m。 此外，這當中電子與夸克這類的不具結構基本粒子與質子這類具有結構的複合粒子（質子由三個夸克構成）也有所不同。 基本粒子有時也被稱作“點粒子”，但這與上面討論的概念不同。

力學平衡

當一個質點、剛體或質點系的速度矢量為常矢量時，就稱該物體或系統處於力學平衡（Mechanical equilibrium）或機械平衡狀態。特別地，當一個靜止的質點或質點系處於力學平衡狀態時，該質點或質點系即處於靜力平衡或靜態平衡狀態。物體的力學平衡狀態在任何和該物體相對靜止的參考系中均不變。

粒子加速器

粒子加速器（英語：particle accelerator）是利用電場來推動帶電粒子使之獲得高能量。日常生活中常見的粒子加速器有用於電視的陰極射線管及X光管等設施。只有當被加速的粒子置於抽真空的管中時，才不會被空氣中的分子所撞擊而潰散。在高能加速器里的粒子由四極磁鐵（quadrupole magnet）聚焦成束，使粒子不會因為彼此間產生的排斥力而散開。

粒子加速器有兩種基本型式，環形加速器和直線加速器。