自然界的对称性答案.ppt

同学们好！; “物理学在二十世纪取得了令人惊讶的成功，它改变了我们对空间和时间、存在和认识的看法，也改变了我们描述自然的基本语言。在本世纪行将结束之际，我们已拥有一个对宇宙的崭新看法，在这个新的宇宙观中物质已失去了它原来的中心地位，取而代之的是自然界的对称性。” —— 斯蒂芬.温伯格;对称性概念源于生活;一、对称性的概念源于生活;;建筑物(宫殿,寺庙,陵墓,教堂)左右对称 ;例 文学创作中的镜象对称 回文词;你喜欢哪一张？ 画家弘仁的原作 对称化了的作品; 如果一个操作能使某体系从一个状态变换到另一个与之等价的状态，即体系的状态在此操作下保持不变，则该体系对这一操作对称，这一操作称为该体系的一个对称操作。 体系的所有对称操作的集合——对称群;空间对称性;;物理定律的旋转对称性 —— 空间各向同性;2.空间平移对称;物理定律的平移对称性 —— 空间均匀性;相应的操作是空间反射(镜面反射) ;;时间对称性;; 将无阻尼的单摆（保守系统）拍成影片，将影片倒着放，其运动不会有任何改变——保守系统具有时间反演对称性。;图形对于标尺的涨缩具有不变性;;绝缘体电击穿时的电子路径;曼德耳布罗特的支气管树模型;▲ ESCHER的骑士图案是镜象反射、黑白置换、平移操作构成对称操作。;三、 因果关系与对称性原理;例1.根据对称性原理论证抛体运动为平面运动。;例3.铅笔的倾倒;四、对称性与守恒定律;2. 对称性与守恒定律;例2.空间平移对称性 —— 动量守恒定律 ;五、对称性的自发破缺;;例2. 弱作用中宇称不守恒 强作用下宇称守恒得到实验证实。但对? 和? 粒子的衰变，它们质量相等，电荷相同，寿命也一样。但它们衰变的产物却不相同：; 1957年，吴健雄在10-2 K下做 60Co ? 衰变实验，用核磁共振技术使 60Co 核自旋按确定方向排列，观察?衰变后的电子数分布，发现无镜像对称性 —— 证明了弱作用的宇称不守恒性。;例3. 生命物质的手征性;所有对称性都是基于某些基本量不可观测的假设。 ;六、对称性思想方法的重要意义;2. 对称性是现代物理中重要的思想方法;3. 对称性体现物理学简单、和谐??统一的审美原则