第二篇实物的运动规律 第七章对称性与守恒定律 第章多~济 本章共1讲
? 本章共1讲 第二篇 实物的运动规律 第七章 对称性与守恒定律
第七章对称性与守恒定律 从十分复杂的实验中所引导出来的一些对 称性,有高度的单纯与美丽。这些发展给了 物理学工作者鼓励与启示。他们渐渐了解到 自然现象有着美妙的规律,而且是他们可以 希望了解的规律。 ---杨振宁 结构框图 对称性对称性对称性与对称性的 概念 原理守恒定律自发破缺
第七章 对称性与守恒定律 从十分复杂的实验中所引导出来的一些对 称性，有高度的单纯与美丽。这些发展给了 物理学工作者鼓励与启示。他们渐渐了解到 自然现象有着美妙的规律，而且是他们可以 希望了解的规律。 －－－杨振宁 对称性 概念 对称性 原理 对称性与 守恒定律 对称性的 自发破缺 结构框图
由简单到复杂,由感性到理性,由具体到抽象,初 步理解关于对称性的基本概念,认识对称性思想方 法的重要意义。 既是对4-6章的深化,又是过渡到相对论的桥梁 重点:对称性概念, 时空对称性与力学中三个守恒定律的联系 难点:对称性原理,对称性方法 学时:2
由简单到复杂，由感性到理性，由具体到抽象，初 步理解关于对称性的基本概念，认识对称性思想方 法的重要意义。 既是对4－6章的深化，又是过渡到相对论的桥梁。 重点：对称性概念， 时空对称性与力学中三个守恒定律的联系 难点：对称性原理，对称性方法 学时：2
对称性的概念最初来源于生活:动物、植物、建筑、 文学艺术 才 何其相似!
对称性的概念最初来源于生活：动物、植物、建筑、 文学艺术…… 何其相似！
C60分子结构巴基球 截角正20面体,每个顶点 上一个C原子,构成笼状 32面体(20个六边形, 12个五边形)。1985年 发现(1996诺贝尔化学) 开创有机化学新篇章
C60分子结构(巴基球) 截角正20面体，每个顶点 上一个C原子，构成笼状 32面体（20个六边形， 12个五边形）。1985年 发现（1996 诺贝尔化学） 开创有机化学新篇章
药物设计应用举例:一种新开发的用于磁共振成像的水 溶性造影剂,避免其中金属原子对人体的潜在危害。 钪(Sc)原子 氮原子 水分子 钆(Gd)原子
药物设计应用举例：一种新开发的用于磁共振成像的水 溶性造影剂，避免其中金属原子对人体的潜在危害。 钆（Gd）原子 钪（Sc）原子 氮原子 水分子
文学创作中的对称 凉长水香 天雾 连领 风日动莲 水山 动夏风碧 尾头 水凉凉水 水山 碧风夏动 這锁 莲动日风 天雾 香水长凉 福建厦门鼓浪 清代女诗人吴绛雪的 屿的一幅对联 《四季回文诗.夏》 香莲碧水动风凉水动风凉夏日长l长日夏凉风动水凉风动水碧莲香 镜面对称
福建厦门鼓浪 屿的一幅对联 雾 锁 山 头 山 锁 雾 天 连 水 尾 水 连 天 清代女诗人吴绛雪的 《四季回文诗.夏》 香 莲 碧 水 动 风 凉 水 动 风 凉 夏 日 长 长 日 夏 凉 风 动 水 凉 风 动 水 碧 莲 香 香莲碧水动风凉 水动风凉夏日长 长日夏凉风动水 凉风动水碧莲香 镜面对称 文学创作中的对称
一.物理学中的对称性 关于对称的基本概念 被研究的对象体系 对体系的描述状态 体系从一个状态到另一个状态的变化“变换”或“操作” 变换前后体系状态相同“等价”或“不变 如果一个操作能使某体系从一个状态变换到另 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
被研究的对象——体系 对体系的描述——状态 体系从一个状态到另一个状态的变化——“变换”或“操作” 变换前后体系状态相同——“等价”或“不变” 关于对称的基本概念 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 一. 物理学中的对称性
空间对称性 1空间旋转对称 例如 对绕O轴旋转 对绕O轴旋转 对绕O轴旋转 任意角的操作 2π整数倍的操 π/2整数倍的 对称 作对称 操作对称
空间对称性 1.空间旋转对称 对绕 O 轴旋转 任意角的操作 对称 对绕 O 轴旋转 2 整数倍的操 作对称 对绕 O 轴旋转 /2 整数倍的 操作对称 o o o 例如
若体系绕某轴旋转2/后恢复原状,则称该体系 具有n次对称轴。 1次轴 2次轴 3次轴 4次轴 是固体物理中研究晶体结构的重要概念
若体系绕某轴旋转 2 n 后恢复原状，则称该体系 具有 n 次对称轴。 o o 1次轴 2次轴 .o 3次轴 4次轴 ..oo 是固体物理中研究晶体结构的重要概念