转动自由度是怎么算的,我知道氮气的平动自由度是5

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：数学作业时间：2024/05/11 14:05:59

我擦,平动自由度怎么有五个,三维空间平动只有三个.任何自由度的确定都是看唯一确定系统的状态（广义坐标）需要的独立坐标的个数.对于转动,如果系统是刚性棒（你所说的氮气分子近似可以这么看）那么确定他的空间指向需要两个角度,分别是方向矢量对x轴的夹角和对y轴的夹角（由于余弦平方求和等于1那个等式,只有两个角式独立的）,所以转动自由度为2.三维刚体有三个转动自由度（三个欧拉角）：取三维刚体的三个不共线的三个点,形成一个平面,该平面的法向量有两个自由度（之前那个一维问题）,然后这个平面相对于法向量自转有一个转动角的自由度,共计三个转动自由度.
再问：我错了，氮气是3个平动自由度，2个转动自由度，还有1个振动自由度。。。我后来知道了。那么基本上的分子都有3个平动自由度？？？
再答：如果你把分子看作是绝对硬的东西，那就是三个自由度，但实际上分子本身不是绝对刚性的，分子内不同原子相互做各种运动，比如最简单的双原子分子，就会像弹簧振子一样震动，更复杂的分子有的化学键是可以转动的，而特别大的分子比如集合物一个分子长达十几厘米，像弦一样都能抖动了。更离谱的还有人工制造的一个分子的纳米机械，有轮子有底盘，在外界电磁场的驱动下可以开的单分子小车。物理学专门有研究分子复杂运动的分支，叫分子动力学。
再问：我现在学的就是刚性分子的，谢谢啦！分子动力学还没有学。

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