碰撞（Collision）

碰撞（Collision）
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂碰撞是指兩個或兩個以上的物體在極短時間內，產生相互作用而造成速度(或動量、動能)的改變。

碰撞的發生對象並不限於發生在兩個物體之間，例如:在撞球的過程中，母球未必同時只與一個子球相撞，與多個子球同時碰撞雖然機率較低，但未必不可能，因此說成只發生在兩物體間，將會比較狹隘。但是通常而言，物理總先討論比較簡化的情形，因此先討論兩個物體間碰撞的情形，並先將兩物體都視為質點，以簡化問題。(註:維基百科此處定義為兩物體間相互作用，顯然有挑剔的空間)。

碰撞發生不一定要接觸，廣義而言，當兩物體相互作用力為超距力時，也可以稱為碰撞，比如說:拉塞福(Rutherford)利用α粒子撞擊金箔的實驗中，我們會說: α粒子與金箔碰撞後，被金箔散射，故常稱為α粒子散射實驗。

碰撞發生時，未必是相互接近，例如爆炸，原本相對靜止，後來為相對遠離。然而，兩物體如果原本就相對遠離，除非後來相對速度改變，否則兩物體恆不產生碰撞。

發生碰撞時，除了產生物理變化(速度、動量或動能產生變化)，亦有可能伴隨其他變化，例如:化學變化、光電效應等。但就機率而言，彈性碰撞(定義詳見下方:碰撞的分類)永遠可能，例如:碰撞角度不對、未達活化能、低限能…等情形發生時，都可視為發生彈性碰撞。最有名的例子是康普頓效應(Compton effect)中，如果X光與電子間為彈性碰撞，則此時稱為湯木生散射波(Thomson scattering)。

碰撞的分類，至少可以有兩方面:第一種是以碰撞前後動能是否守恆來區分，第二種是以碰撞後兩物體是否仍沿同一直線運動而區分。

第一種:碰撞前後動能守恆者，稱為彈性碰撞(elastic collision)、反之，碰撞前後動能不守恆者，稱為非彈性碰撞(inelastic collision)。詳細分類將另文討論。

第二種:碰撞時兩物體質心連線與接觸點共線，因為三者共線，因此速度(動量或動能)變化亦沿此直線，故物體恆沿直線運動，稱為正向碰撞、或稱為一維碰撞(one dimension collision)、對正碰撞。反之，如果兩物質心連線與碰撞點不共線但共面，則稱為二維碰撞、或斜向碰撞，此時碰撞遵守之守恆定律仍如一維碰撞，但需考慮為向量形式(in vector form)。詳細將另文討論。

參考資料: http://simple.wikipedia.org/wiki/Collision