Σημειακά σωμάτια

Ένα σημειακό σωματίδιο ή σημειακό σωμάτιο (ιδανικό σωματίδιοH.C. Ohanian, J.T. Markert (2007), σελ. 3 ή σημειοειδές σωματίδιο αποτελεί ένα εξιδανικευμένο μοντέλο αντικειμένων που χρησιμοποιείται ευρύτατα στην Φυσική. Δεχόμαστε πως είναι ένα αντικείμενο μηδενικών διαστάσεων, έτσι ώστε να μην καταλαμβάνει χώρο και η θέση του να μπορεί να οριστεί με απόλυτη μαθηματική ακρίβεια. Ως σημειακό σωματίδιο μπορούμε να αναπαραστήσουμε οποιοδήποτε αντικείμενο του οποίου οι διαστάσεις, το σχήμα και η δομή του δεν επηρεάζουν την συμπεριφορά του σε ένα συγκεκριμένο πρόβλημα. Για παράδειγμα, από πολύ μεγάλη απόσταση οποιοδήποτε αντικείμενο μπορεί να προσεγγιστεί ως σημειακό σωματίδιο.

Σε προβλήματα βαρύτητας, μιλάμε για υλικά σημεία εννοώντας ένα σημειακό σωματίδιο μη μηδενικής μάζας, το οποίο δεν έχει άλλες ιδιότητες ή δομή. Με όμοιο τρόπο, στον ηλεκτρομαγνητισμό μιλάμε για σημειακά φορτία, ως αναπαράσταση σωματιδίων μη μηδενικού ηλεκτρικού φορτίουR. Snieder (2001), p. 196–198.

Μερικές φορές, υπό ειδικές συνθήκες, μεγάλα αντικείμενα συμπεριφέρονται ως σημειακά. Για παράδειγμα, αντικείμενα με σφαιρική συμμετρία στην κατανομή μάζας, τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε τριδιάστατο χώρο με δυνάμεις βαρύτητας αντιστρόφως ανάλογες του τετραγώνου της απόστασης, συμπεριφέρονται ως σημειακά σωματίδια τα οποία βρίσκονται στο κέντρο συμμετρίας της κατανομής μάζας και έχουν όλη τη μάζα του αντικειμένουI. Newton, I.B. Cohen, A. Whitmann (1999), σελ. 956 (Proposition 75, Theorem 35)I. Newton, A. Motte, J. Machin (1729), σσ. 270–271. Αυτό το κέντρο συμμετρίας της κατανομής μάζας το ονομάζουμε κέντρο μάζας.

Στην κβαντική μηχανική η ιδέα του σημειακού σωματιδίου δεν μπορεί να εφαρμοστεί ακριβώς, αφού η κλασική μηχανική προϋποθέτει την ταυτόχρονη και απόλυτη γνώση θέσης και ορμής, κάτι που περιορίζεται δραστικά σε μικροσκοπικές μάζες από την αρχή της απροσδιοριστίας του Χάιζενμπεργκ.

 Παραπομπές 

Βιβλιογραφία

Σημειακ