3.7守恒定律和对称性.pptVIP

* 补充：守恒定律和对称性 如果系统的状态在某种操作下保持不变，则称该系统对于这一操作具有对称性。 如果某一物理现象或规律在某一变换下保持不变，则称该现象或规律具有该变换所对应的对称性。 物理学中最常见的对称操作： 时间操作：时间平移、时间反演等； 空间操作：空间平移、旋转、镜像反射、空间反演等。 时空操作：伽利略变换、洛伦兹变换等。 一 对称性与对称操作 1．空间的对称性及其操作 （1）空间平移操作 系统具有空间平移对称性。 （2）空间反演操作 空间反演操作下不变的系统具有对O点的对称性。 （ 3）镜像反射操作 （4）空间旋转（球对称）操作 在此操作下不变的系统称具有球对称性。 保持不变 （5）空间旋转（轴对称）操作 保持不变 对绕 z 轴做任意旋转都不变的系统具有轴对称性。 2．时间的对称性及其操作 （1）时间平移操作 ，系统不变 例如,系统作周期性变化 如果物体或系统绕轴转动角度 而不变，则该物体或系统具有n重旋转对称性 （2）时间反演操作 系统具有时间反演对称性。 3．时空的对称性操作 物理规律对于某一变换（也是一个时空联合操作）具有不变性。 如果对于某个物理学系统的运动施加限制（比如，施加外力或外力矩作用等），从而导致该系统原有的某些对称性遭到破坏，物理上称这种情况为对称性破缺。 4．对称性破缺 每一种对称性均对应于一个物理量的守恒律；反之，每一种守恒律均对应于一种对称性。 诺特定理： 1．动量守恒与空间平移对称性 空间平移对称性反映了空间的均匀性质。 空间的均匀性是指一个给定的物理实验或现象的进展过程和实验室的位置无关。 二 守恒定律和对称性