【bilibili,角动量】物理学中角动量的物理意义是什么？
在经典物理学中，以质点为例，角动量L的定义是：角动量L随时间的变化是：上式中第一项为0，因为位置矢量r随时间的导数就是速度，而动量p等于质量乘以速度，根据叉乘的定义，一个矢量自己和自己叉乘为0 。因此：根据动量定理，动量随时间的变化就是力F，我们定义力矩M为：位置矢量r叉乘力矢量F 。现在：上式的含义是：力矩等于角动量随时间的变化 。
这个公式有个显然的推论，对径向力场，由于力的方向在位置矢量r的方向上，所以力矩M是零 。这意味着角动量守恒，L是个常数 。而这就是所谓开普勒第二定律：行星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积为常数 。角动量守恒经常被用到“碰撞”问题中，比如典型的碰撞问题——卢瑟福散射 。卢瑟福用高能α粒子“撞击”金属箔，金属箔上的“重原子核”与入射α粒子发生碰撞 。
由于α粒子（He核）的能量很高，所以尽管α粒子和金属的原子核都带正电，但α粒子仍然能够飞到距离金属原子核很近的地方 。在这个过程中，α粒子和金属原子核之间的排斥力总在径向上，因此角动量是守恒的 。角动量守恒的一个常见例子是刚体的定轴转动 。假设刚体的转轴是z轴，考虑角动量的z分量Lz，如果力矩的z分量Mz为零，那么Lz就是守恒的 。
此时：这里r是质量元dm到转轴的垂直距离，I表示转动惯量，ω是角速度 。轴向力矩Mz为零时，轴向角动量Lz守恒，此时，如果转动惯量I越大，刚体就转动的越慢（对应ω越小），相反如果转动惯量I越小，刚体转动的就越快 。以上就是花样滑冰运动员在冰上能够快速“自转”的物理原理（图：wikipedia），首先张开双臂使自己转动起来，此时r较大，转动惯量也较大，然后再收缩双臂，此时r变小，转动惯量变小，相应地花样滑冰运动员的自转速度ω就会加快 。
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