大学物理课件-对称性与守恒定律.ppt
《大学物理课件-对称性与守恒定律.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学物理课件-对称性与守恒定律.ppt(24页珍藏版)》请在启牛文库网上搜索。
1、自然界中存在多种守恒定律自然界中存在多种守恒定律2 动量守恒定律动量守恒定律2能量守恒定律能量守恒定律2角动量守恒定律角动量守恒定律2电荷守恒定律电荷守恒定律2质量守恒定律质量守恒定律2宇称守恒定律等宇称守恒定律等2对称性与守恒定律对称性与守恒定律物理学家梦想对自然作统一的描述物理学家梦想对自然作统一的描述对称性对称性以它强大的力以它强大的力量把物理学中那些看上去量把物理学中那些看上去毫不相关的方面连接起来毫不相关的方面连接起来点评点评3雪花六角形花样雪花六角形花样场离子显微镜下场离子显微镜下的针尖图形的针尖图形一一.自然界中的种种对称性自然界中的种种对称性4567Xx1-x1x2-x2x3-
2、x3镜面镜面8二二. .物理定理的对称性物理定理的对称性经过一定的操作后,物理定律的形式保持不变,经过一定的操作后,物理定律的形式保持不变,称作物理定律的对称性。又叫不变性。称作物理定律的对称性。又叫不变性。例例1 物理定理空间平移的不变性物理定理空间平移的不变性在某处作一实验,然后将实验设备(连同影响在某处作一实验,然后将实验设备(连同影响实验的一切外部因素)平移到空间的另一地方,实验的一切外部因素)平移到空间的另一地方,如果初始条件相同,实验将以完全相同的方式进如果初始条件相同,实验将以完全相同的方式进行,此称为物理定律空间平移的对称性行,此称为物理定律空间平移的对称性 守恒定律与宇宙中某
3、种对称性相联系守恒定律与宇宙中某种对称性相联系 对称性是统治物理规律的规律对称性是统治物理规律的规律9NSNS它说明空间各处对物理定律是一样的,它说明空间各处对物理定律是一样的, 称为空间的均匀性称为空间的均匀性NSNSII10例例2 物理定理空间转动的对称性物理定理空间转动的对称性 - -在某处作一实验,然后将实验设备(连同影响在某处作一实验,然后将实验设备(连同影响 实验的一切外部因素)在空间转过一个角度,实验的一切外部因素)在空间转过一个角度, 则在初始条件相同的条件下,实验将以完全则在初始条件相同的条件下,实验将以完全 相同的方式进行,这说明物理定律没有因转动而相同的方式进行,这说明物
4、理定律没有因转动而 发生变化。这就是物理学定律对空间转动的对称发生变化。这就是物理学定律对空间转动的对称 性。性。-空间的各向同性空间的各向同性NSNSI+-INS11三三.对称性与守恒定律对称性与守恒定律物理规律的某一种对称性(不变性物理规律的某一种对称性(不变性) )通常都属于一种守恒定律通常都属于一种守恒定律由分析力学、量子力学由分析力学、量子力学 严格证明:严格证明: 空间平移不变性空间平移不变性 对应对应 动量守恒定律动量守恒定律 空间转动不变性空间转动不变性 对应对应 角动量守恒定律角动量守恒定律 时间平移不变性时间平移不变性 对应对应 能量守恒定律能量守恒定律 等等(等等(赵凯华
5、新概念力学中有赵凯华新概念力学中有普物普物推导推导)诺特尔诺特尔( (E.Nther) )定律定律12四四.对称性原理对称性原理 原因原因中的对称性必然反映在中的对称性必然反映在结果结果中中 结果中的对称性至少和原因中的对称性一样多结果中的对称性至少和原因中的对称性一样多结果中的不对称性必然出自原因中的不对称性结果中的不对称性必然出自原因中的不对称性 原因中的不对称性至少原因中的不对称性至少 和结果中的不对称性一样多和结果中的不对称性一样多 对称性原理是凌驾于物理规律之上的自然界的一对称性原理是凌驾于物理规律之上的自然界的一条条基本规律基本规律13例:例:均匀带电球面电场的分布均匀带电球面电场
6、的分布原因原因- 球对称性球对称性结果结果-至少具有球对称性至少具有球对称性 径向径向EEr14五五.物理规律的对称性在物理学中的重要性物理规律的对称性在物理学中的重要性1. 对称性对应着守恒定律对称性对应着守恒定律 若数学上提供一种数学变换(对称若数学上提供一种数学变换(对称) ) 物理上物理上 应去应去 寻找寻找 相应的守恒定律相应的守恒定律2.对称性提供更深层次的认识对称性提供更深层次的认识 以普遍的对称性为指引以普遍的对称性为指引 去探索和解决未知的去探索和解决未知的 物理世界物理世界 实现理论大统一实现理论大统一 或有新的发现或有新的发现15例:正电子的预言例:正电子的预言 狄拉克从
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理 课件 对称性 守恒定律