각운동량: 두 판 사이의 차이

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'''각운동량'''(角運動量, {{lang|en|angular momentum}})은 [[물리학]]에서 어떤 원점에 대해 [[운동량|선운동량]]이 돌고 있는 정도를 나타는 [[물리량]]이다. 각운동량은 [[좌표]]의 원점을 어떻게 잡느냐에 따라 달라지기 때문에, 여러 각운동량을 다룰 때에는 둘을 합하거나 그에 관련한 연산을 하는 것이 물리학 적으로 올바른 것인지 신중히 고려하며 사용해야 한다.
 
각운동량은 물리학 뿐만 아니라 여러 공학 분야에서도 매우 중요한 개념이고, 응용분야 또한 매우 다양하다. 이렇게 각운동량이 중요하게 다루지는 이유는 [[돌림힘]]이 작용하지 않으면 각운동량은 보존되는 양이 되기 때문이다. [[뇌터의 정리]]에 의하면 각운동량의 보존은 [[공간]]의 회전대칭성 때문이다. 이러한 각운동량의 보존은 공학 뿐만 아니라 여러 자연현상을 기술하는데에도기술하는 데에도 유용하게 사용된다.
 
== 고전역학에서의 각운동량 ==
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이 되어 각운동량이 보존되게 된다. 이를 '''각운동량 보존법칙''' 또는 간단히 '''각운동량보존'''({{lang|en|conservation of angular momentum}})이라고 부른다.
 
각운동량 보존법칙은 특히 중심력이 작용하는 운동을 분석하는데분석하는 데 유용하게 쓰일 수 있다. 중심력이 작용하는 입자들의 운동에서 두 입자는 외부로부터의 영향에서 고립된 계를 이루고, 원점은 두 입자를 잇는 선 위의 한 점으로 잡는다. 서로 작용하는 힘의 방향이 언제나 원점에서 입자들까지의 위치벡터와 같은 방향이 되므로, 앞에서 잡은 원점을 기준으로 한 알짜 토크는 언제나 0이 된다. 따라서, 각운동량은 보존된다. 일정한 각운동량을 갖는 이와같은 경우는, 행성, 위성, 원자의 보어모형등의 분석에 유용하게 사용된다.
 
=== 관성모멘트와 각운동량 ===
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== 양자역학에서의 각운동량 ==
양자역학에서의 각운동량은 연속적으로 변하지 않고 [[양자화 (물리학)|양자화]]되어 있다. 크게 두종류의두 종류의 각운동량이 있는데, 고전역학에서의 각운동량에 해당하는 '''궤도각운동량'''({{lang|en|orbital angular momentum}})과 입자의 본질적 특성으로 취급되는 '''[[스핀|스핀각운동량]]'''({{lang|en|spin angular momentum}})이 있다. 전자의 경우는 간단히 '''각운동량''', 후자의 경우는 '''스핀'''이란 표현도 자주 쓰인다. 여기에서는 고전역학의 각운동량에 대응되는 궤도각운동량만을 다룬다.
=== 수학적 정의 ===
양자역학에서의 각운동량은 고전역학과 유사하지만, 어떤 양으로 정의되는 것이 아니라 [[파동함수]]에 작용하는 연산자로써 정의된다.