27-角動(dòng)量-角動(dòng)量守恒定律課件

開(kāi)普勒第二定律指出：由太陽(yáng)到行星的矢徑，在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積?！?-7角動(dòng)量角動(dòng)量守恒定律一、角動(dòng)量矢徑:太陽(yáng)到行星的連線(xiàn)，其方向指向行星。問(wèn)題:行星繞日運(yùn)動(dòng)中有沒(méi)有守恒的物理量?開(kāi)普勒第二定律指出：§2-7角動(dòng)量角動(dòng)量守恒定律一、角1r1v1r2v2近日點(diǎn):遠(yuǎn)日點(diǎn):等式兩邊同乘mr1v1r2v2近日點(diǎn):遠(yuǎn)日點(diǎn):等式兩邊同乘m2如果一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一位置的動(dòng)量為p，從某一固定點(diǎn)到該位置的位矢為r，p與r之間的夾角為θ，那么質(zhì)點(diǎn)對(duì)此固定點(diǎn)的角動(dòng)量L可以表示為：角動(dòng)量的定義角動(dòng)量的大?。航莿?dòng)量的方向：右手螺旋法則如果一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一位置的動(dòng)量為p，從某一固定點(diǎn)到該位置的3r1r2v2v1行星運(yùn)動(dòng)到近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，行星的動(dòng)量與矢徑均垂直因此有：即r1r2v2v1行星運(yùn)動(dòng)到近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，行星的動(dòng)量與4r1r2v2v1rvθＡ設(shè)行星運(yùn)動(dòng)到Ａ點(diǎn)時(shí)，行星的速度為v，動(dòng)量與矢徑的夾角為θ則在△t時(shí)間內(nèi)，矢徑掃過(guò)的面積為：由即r1r2v2v1rvθＡ設(shè)行星運(yùn)動(dòng)到Ａ點(diǎn)時(shí)，行星的速度為5二、角動(dòng)量守恒定律如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到外力相對(duì)于固定點(diǎn)（或固定軸）的力矩為零，則物體相對(duì)該固定點(diǎn)（或固定軸）的角動(dòng)量守恒。力矩定義：力矩的大小：力矩的方向：右手螺旋法則二、角動(dòng)量守恒定律如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到外力相對(duì)于固6動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)7三、角動(dòng)量守恒應(yīng)用三、角動(dòng)量守恒應(yīng)用827-角動(dòng)量--角動(dòng)量守恒定律課件9一演員在臺(tái)北101大廈(500m高)前表演一演員在臺(tái)北101大廈(500m高)前表演10四、宇宙速度與軌道形狀從地球表面發(fā)射飛行器，飛行器環(huán)繞地球、脫離地球和飛出太陽(yáng)系所需要的最小速度，分別稱(chēng)為第一、第二、第三宇宙速度。

第一宇宙速度：在地面上發(fā)射一航天器，使它能繞地球的圓軌道運(yùn)行所需的最小速度。

v1=7.9km/s

第二宇宙速度：脫離地球的引力范圍所需的最小發(fā)射速度。

v2=11.2km/s

第三宇宙速度：不但脫離地球引力范圍還要脫離太陽(yáng)引力范圍所需的最小發(fā)射速度。

v3=16.7km/s四、宇宙速度與軌道形狀從地球表面發(fā)射飛行器，11人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由萬(wàn)有引力提供，即：地球半徑R=6400km，地球質(zhì)量為約60萬(wàn)億億噸，代入上式可得衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度為：人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由萬(wàn)12軌道形狀軌道形狀13角動(dòng)量守恒近地點(diǎn)加速實(shí)現(xiàn)變軌角動(dòng)量守恒近地點(diǎn)加速實(shí)現(xiàn)變軌14衛(wèi)星的變軌v1v2v3v4衛(wèi)星的變軌v1v2v3v415aF航天器的動(dòng)力離子發(fā)動(dòng)機(jī)采用“太陽(yáng)帆”利用地球磁場(chǎng)aF航天器的動(dòng)力離子發(fā)動(dòng)機(jī)采用“太陽(yáng)帆”利用地球磁場(chǎng)16利用萬(wàn)有引力u0行星和探測(cè)器相對(duì)于太陽(yáng)的速度分別為u0,v0，經(jīng)引力助推后探測(cè)器相對(duì)于太陽(yáng)的速度增大為2u0+v0v0uv利用萬(wàn)有引力u0行星和探測(cè)器相對(duì)于太陽(yáng)的速度17五、對(duì)稱(chēng)性與守恒定律鏡里朱顏都變盡，只有丹心難滅。物理學(xué)中存在著許多守恒定律,如能量守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒、電荷守恒、奇異數(shù)守恒、重子數(shù)守恒、同位旋守恒……這些守恒定律的存在并不是偶然的，它們是自然規(guī)律具有各種對(duì)稱(chēng)性的結(jié)果。諾特爾(1883～1935)定理對(duì)稱(chēng)性——守恒量——守恒定律對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)嚴(yán)格的對(duì)稱(chēng)性——嚴(yán)格的守恒定律近似的對(duì)稱(chēng)性——近似的守恒定律五、對(duì)稱(chēng)性與守恒定律鏡里朱顏都變盡，只有丹心難滅。物理學(xué)中存181.空間對(duì)稱(chēng)性如果物體上每一部分相對(duì)于任意一個(gè)假想的點(diǎn)、一條假想的線(xiàn)、一個(gè)假想的面而和它另一部分相符合的話(huà)，就可以說(shuō)這個(gè)物體是對(duì)稱(chēng)的?；蛘哒f(shuō)一切物體只要它們是由任意個(gè)相同的部分構(gòu)成的，就都叫做是對(duì)稱(chēng)的。對(duì)稱(chēng)意味著“有序”，意味著某種“重復(fù)”的東西存在1.空間對(duì)稱(chēng)性如果物體上每一部分相對(duì)于任意19

(1)空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)ooo對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)任意角的操作對(duì)稱(chēng)對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)2整數(shù)倍的操作對(duì)稱(chēng)對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)/2整數(shù)倍的操作對(duì)稱(chēng)(1)空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)ooo對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)任意角的操作對(duì)稱(chēng)20一無(wú)限大平面：對(duì)沿面內(nèi)任何方向、移動(dòng)任意步長(zhǎng)的平移操作對(duì)稱(chēng)。一無(wú)限長(zhǎng)直線(xiàn)：對(duì)沿直線(xiàn)移動(dòng)任意步長(zhǎng)的平移操作對(duì)稱(chēng)。平面網(wǎng)格：對(duì)沿面內(nèi)某些特定方向、移動(dòng)特定步長(zhǎng)的平移操作對(duì)稱(chēng)。(2)空間平移對(duì)稱(chēng)一無(wú)限大平面：對(duì)沿面內(nèi)任何方向、移動(dòng)任意步長(zhǎng)的平一無(wú)限長(zhǎng)直線(xiàn)21左右對(duì)稱(chēng)與平移、旋轉(zhuǎn)不同：（例如手套、鞋）(3)空間反演對(duì)稱(chēng)性左右對(duì)稱(chēng)與平移、旋轉(zhuǎn)不同：（例如手套、鞋）(3)空間反演22“周期”、“節(jié)奏”、“季節(jié)”等，這類(lèi)出現(xiàn)在我們面前的重復(fù)現(xiàn)象，其實(shí)就是時(shí)間的對(duì)稱(chēng)。生活中的事件總是以不同的節(jié)奏循環(huán)往復(fù)地交替著人類(lèi)又何嘗不是按一定“節(jié)奏”世代交迭著。年年歲歲花相似，歲歲年年人不同。2.時(shí)間對(duì)稱(chēng)性“周期”、“節(jié)奏”、“季節(jié)”等，這類(lèi)出現(xiàn)在我們面前的重復(fù)現(xiàn)象233.物理學(xué)與對(duì)稱(chēng)性(1)物理理論自身追求一種對(duì)稱(chēng)，并將其作為物理學(xué)美學(xué)三大標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、和諧)的主要內(nèi)容之一。對(duì)稱(chēng)性與物理學(xué)之間有什么關(guān)系呢？這里包含兩層含義：(2)物理規(guī)律的內(nèi)容是自然界對(duì)稱(chēng)性的反映，“對(duì)稱(chēng)性”是凌駕于物理規(guī)律之上的自然界的一條基本規(guī)律。形象對(duì)稱(chēng)、抽象對(duì)稱(chēng)、數(shù)學(xué)對(duì)稱(chēng)三類(lèi)3.物理學(xué)與對(duì)稱(chēng)性(1)物理理論自身追求一種對(duì)稱(chēng)，并將其作24物理定律不因地而異1)物理定律的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性——空間各向同性空間各方向?qū)ξ锢矶傻葍r(jià)，沒(méi)有哪一個(gè)方向具有特別優(yōu)越的地位。實(shí)驗(yàn)儀器方位旋轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變。2)物理定律的平移對(duì)稱(chēng)性——空間均勻性空間各位置對(duì)物理定律等價(jià)，沒(méi)有哪一個(gè)位置具有特別優(yōu)越的地位。物理實(shí)驗(yàn)可以在不同地點(diǎn)重復(fù)，得出的規(guī)律不變。3)物理定律的空間反射對(duì)稱(chēng)性如果在鏡象世界里的物理現(xiàn)象不違反已知的物理規(guī)律，則支配該過(guò)程的物理規(guī)律具有空間反射對(duì)稱(chēng)性。物理定律不因地而異1)物理定律的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性——空間各向同性25物理定律不因時(shí)而異1)物理定律的時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性物理定律不隨時(shí)間變化即為物理定律具有時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性，物理實(shí)驗(yàn)可以在不同時(shí)間重復(fù)，其遵循的規(guī)律不變。2)物理定律的時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性（t-t的操作）牛頓定律具有時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性物理定律不因時(shí)而異1)物理定律的時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性物理定律26例：時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性——能量守恒定律例：時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性——能量守恒定律27如果物理定律不具有時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性設(shè)重力勢(shì)能隨時(shí)間變化例如：白天g大，晚上g小，則可晚上抽水貯存于h高度處，白天利用水的落差作功，可獲得能量贏(yíng)余.則永動(dòng)機(jī)可以制造成功，違反能量守恒定律如果物理定律不具有時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性例如：白天g大，晚上g28物理規(guī)律的對(duì)稱(chēng)性E=0時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性空間平移對(duì)稱(chēng)性物理規(guī)律(自然定律)不因人（參考系）而異，參考系變換應(yīng)該是物理定律的對(duì)稱(chēng)操作.物理規(guī)律的對(duì)稱(chēng)性E=0時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性空間29不完整的對(duì)稱(chēng)性現(xiàn)實(shí)世界中,并不是所有的事物都具有非常完美的對(duì)稱(chēng)性。所有的物理定律都是對(duì)稱(chēng)的嗎？弱相互作用中宇稱(chēng)不守恒。行星軌道是完美的圓形嗎？行星軌道是橢圓，不是完美的圓形，只是接近圓形。對(duì)稱(chēng)性能夠穩(wěn)定存在嗎？自然界存在對(duì)稱(chēng)性破缺的現(xiàn)象。人體是左右對(duì)稱(chēng)的嗎?心臟通?？拷髠?cè)。不完整的對(duì)稱(chēng)性現(xiàn)實(shí)世界中,并不是所有的事物都具有非常完美的對(duì)30對(duì)稱(chēng)性從何而來(lái)？為什么自然界近于對(duì)稱(chēng)？沒(méi)有人能夠回答傳說(shuō)人類(lèi)故意在對(duì)稱(chēng)的建筑中留下小小的錯(cuò)誤上帝就不會(huì)嫉妒人類(lèi)的完美了??????上帝故意讓物理定律只是接近完美人類(lèi)就不會(huì)嫉妒上帝的完美了??????有對(duì)稱(chēng)，就有不對(duì)稱(chēng)，如果把不對(duì)稱(chēng)看成是對(duì)稱(chēng)的鏡像反射，那么對(duì)稱(chēng)性就在更高的層次上保存了下來(lái)。對(duì)稱(chēng)性從何而來(lái)？為什么自然界近于對(duì)稱(chēng)？沒(méi)有人能夠回答傳說(shuō)人類(lèi)31對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)更適合于飛翔奔跑游泳對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)更適合于飛翔奔跑游泳3227-角動(dòng)量--角動(dòng)量守恒定律課件3327-角動(dòng)量--角動(dòng)量守恒定律課件34在自然情況下，雄燕的尾羽長(zhǎng)度比雌燕長(zhǎng)出大約20％。尾巴最長(zhǎng)的雄燕比其他雄燕能吸引更多雌燕。它們的長(zhǎng)尾羽也比短尾燕的尾羽更對(duì)稱(chēng)。動(dòng)物學(xué)家安德斯·穆勒提出這樣的設(shè)想：把尾長(zhǎng)和對(duì)稱(chēng)性分開(kāi)，看它們是否會(huì)獨(dú)立影響雌性動(dòng)物的選擇。結(jié)果證明雌燕同時(shí)既在乎大小又在乎對(duì)稱(chēng)性：尾巴長(zhǎng)但不對(duì)稱(chēng)的雄燕，不如尾巴長(zhǎng)而對(duì)稱(chēng)的雄燕受歡迎。動(dòng)物學(xué)家愛(ài)斯坦·馬庫(kù)森和愛(ài)沃·弗斯泰德發(fā)現(xiàn)處于發(fā)情期的馴鹿，個(gè)頭兒最大的鹿，鹿角也最對(duì)稱(chēng)。馬庫(kù)森和弗斯泰德還提出鹿角的狀況清楚地告訴我們馴鹿體內(nèi)寄生蟲(chóng)的情況。鹿角明顯不對(duì)稱(chēng)說(shuō)明該動(dòng)物的免疫系統(tǒng)遭到了破壞。

“優(yōu)勝劣汰”的自然選擇過(guò)程，使得對(duì)稱(chēng)性固化在基因中，保存了下來(lái)。對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)更利于生存在自然情況下，雄燕的尾羽長(zhǎng)度比雌燕長(zhǎng)出大約2035開(kāi)普勒第二定律指出：由太陽(yáng)到行星的矢徑，在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積?！?-7角動(dòng)量角動(dòng)量守恒定律一、角動(dòng)量矢徑:太陽(yáng)到行星的連線(xiàn)，其方向指向行星。問(wèn)題:行星繞日運(yùn)動(dòng)中有沒(méi)有守恒的物理量?開(kāi)普勒第二定律指出：§2-7角動(dòng)量角動(dòng)量守恒定律一、角36r1v1r2v2近日點(diǎn):遠(yuǎn)日點(diǎn):等式兩邊同乘mr1v1r2v2近日點(diǎn):遠(yuǎn)日點(diǎn):等式兩邊同乘m37如果一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一位置的動(dòng)量為p，從某一固定點(diǎn)到該位置的位矢為r，p與r之間的夾角為θ，那么質(zhì)點(diǎn)對(duì)此固定點(diǎn)的角動(dòng)量L可以表示為：角動(dòng)量的定義角動(dòng)量的大?。航莿?dòng)量的方向：右手螺旋法則如果一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一位置的動(dòng)量為p，從某一固定點(diǎn)到該位置的38r1r2v2v1行星運(yùn)動(dòng)到近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，行星的動(dòng)量與矢徑均垂直因此有：即r1r2v2v1行星運(yùn)動(dòng)到近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，行星的動(dòng)量與39r1r2v2v1rvθＡ設(shè)行星運(yùn)動(dòng)到Ａ點(diǎn)時(shí)，行星的速度為v，動(dòng)量與矢徑的夾角為θ則在△t時(shí)間內(nèi)，矢徑掃過(guò)的面積為：由即r1r2v2v1rvθＡ設(shè)行星運(yùn)動(dòng)到Ａ點(diǎn)時(shí)，行星的速度為40二、角動(dòng)量守恒定律如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到外力相對(duì)于固定點(diǎn)（或固定軸）的力矩為零，則物體相對(duì)該固定點(diǎn)（或固定軸）的角動(dòng)量守恒。力矩定義：力矩的大?。毫氐姆较颍河沂致菪▌t二、角動(dòng)量守恒定律如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到外力相對(duì)于固41動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)42三、角動(dòng)量守恒應(yīng)用三、角動(dòng)量守恒應(yīng)用4327-角動(dòng)量--角動(dòng)量守恒定律課件44一演員在臺(tái)北101大廈(500m高)前表演一演員在臺(tái)北101大廈(500m高)前表演45四、宇宙速度與軌道形狀從地球表面發(fā)射飛行器，飛行器環(huán)繞地球、脫離地球和飛出太陽(yáng)系所需要的最小速度，分別稱(chēng)為第一、第二、第三宇宙速度。

第一宇宙速度：在地面上發(fā)射一航天器，使它能繞地球的圓軌道運(yùn)行所需的最小速度。

v1=7.9km/s

第二宇宙速度：脫離地球的引力范圍所需的最小發(fā)射速度。

v2=11.2km/s

第三宇宙速度：不但脫離地球引力范圍還要脫離太陽(yáng)引力范圍所需的最小發(fā)射速度。

v3=16.7km/s四、宇宙速度與軌道形狀從地球表面發(fā)射飛行器，46人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由萬(wàn)有引力提供，即：地球半徑R=6400km，地球質(zhì)量為約60萬(wàn)億億噸，代入上式可得衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度為：人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由萬(wàn)47軌道形狀軌道形狀48角動(dòng)量守恒近地點(diǎn)加速實(shí)現(xiàn)變軌角動(dòng)量守恒近地點(diǎn)加速實(shí)現(xiàn)變軌49衛(wèi)星的變軌v1v2v3v4衛(wèi)星的變軌v1v2v3v450aF航天器的動(dòng)力離子發(fā)動(dòng)機(jī)采用“太陽(yáng)帆”利用地球磁場(chǎng)aF航天器的動(dòng)力離子發(fā)動(dòng)機(jī)采用“太陽(yáng)帆”利用地球磁場(chǎng)51利用萬(wàn)有引力u0行星和探測(cè)器相對(duì)于太陽(yáng)的速度分別為u0,v0，經(jīng)引力助推后探測(cè)器相對(duì)于太陽(yáng)的速度增大為2u0+v0v0uv利用萬(wàn)有引力u0行星和探測(cè)器相對(duì)于太陽(yáng)的速度52五、對(duì)稱(chēng)性與守恒定律鏡里朱顏都變盡，只有丹心難滅。物理學(xué)中存在著許多守恒定律,如能量守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒、電荷守恒、奇異數(shù)守恒、重子數(shù)守恒、同位旋守恒……這些守恒定律的存在并不是偶然的，它們是自然規(guī)律具有各種對(duì)稱(chēng)性的結(jié)果。諾特爾(1883～1935)定理對(duì)稱(chēng)性——守恒量——守恒定律對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)嚴(yán)格的對(duì)稱(chēng)性——嚴(yán)格的守恒定律近似的對(duì)稱(chēng)性——近似的守恒定律五、對(duì)稱(chēng)性與守恒定律鏡里朱顏都變盡，只有丹心難滅。物理學(xué)中存531.空間對(duì)稱(chēng)性如果物體上每一部分相對(duì)于任意一個(gè)假想的點(diǎn)、一條假想的線(xiàn)、一個(gè)假想的面而和它另一部分相符合的話(huà)，就可以說(shuō)這個(gè)物體是對(duì)稱(chēng)的。或者說(shuō)一切物體只要它們是由任意個(gè)相同的部分構(gòu)成的，就都叫做是對(duì)稱(chēng)的。對(duì)稱(chēng)意味著“有序”，意味著某種“重復(fù)”的東西存在1.空間對(duì)稱(chēng)性如果物體上每一部分相對(duì)于任意54

(1)空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)ooo對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)任意角的操作對(duì)稱(chēng)對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)2整數(shù)倍的操作對(duì)稱(chēng)對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)/2整數(shù)倍的操作對(duì)稱(chēng)(1)空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)ooo對(duì)繞O軸旋轉(zhuǎn)任意角的操作對(duì)稱(chēng)55一無(wú)限大平面：對(duì)沿面內(nèi)任何方向、移動(dòng)任意步長(zhǎng)的平移操作對(duì)稱(chēng)。一無(wú)限長(zhǎng)直線(xiàn)：對(duì)沿直線(xiàn)移動(dòng)任意步長(zhǎng)的平移操作對(duì)稱(chēng)。平面網(wǎng)格：對(duì)沿面內(nèi)某些特定方向、移動(dòng)特定步長(zhǎng)的平移操作對(duì)稱(chēng)。(2)空間平移對(duì)稱(chēng)一無(wú)限大平面：對(duì)沿面內(nèi)任何方向、移動(dòng)任意步長(zhǎng)的平一無(wú)限長(zhǎng)直線(xiàn)56左右對(duì)稱(chēng)與平移、旋轉(zhuǎn)不同：（例如手套、鞋）(3)空間反演對(duì)稱(chēng)性左右對(duì)稱(chēng)與平移、旋轉(zhuǎn)不同：（例如手套、鞋）(3)空間反演57“周期”、“節(jié)奏”、“季節(jié)”等，這類(lèi)出現(xiàn)在我們面前的重復(fù)現(xiàn)象，其實(shí)就是時(shí)間的對(duì)稱(chēng)。生活中的事件總是以不同的節(jié)奏循環(huán)往復(fù)地交替著人類(lèi)又何嘗不是按一定“節(jié)奏”世代交迭著。年年歲歲花相似，歲歲年年人不同。2.時(shí)間對(duì)稱(chēng)性“周期”、“節(jié)奏”、“季節(jié)”等，這類(lèi)出現(xiàn)在我們面前的重復(fù)現(xiàn)象583.物理學(xué)與對(duì)稱(chēng)性(1)物理理論自身追求一種對(duì)稱(chēng)，并將其作為物理學(xué)美學(xué)三大標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、和諧)的主要內(nèi)容之一。對(duì)稱(chēng)性與物理學(xué)之間有什么關(guān)系呢？這里包含兩層含義：(2)物理規(guī)律的內(nèi)容是自然界對(duì)稱(chēng)性的反映，“對(duì)稱(chēng)性”是凌駕于物理規(guī)律之上的自然界的一條基本規(guī)律。形象對(duì)稱(chēng)、抽象對(duì)稱(chēng)、數(shù)學(xué)對(duì)稱(chēng)三類(lèi)3.物理學(xué)與對(duì)稱(chēng)性(1)物理理論自身追求一種對(duì)稱(chēng)，并將其作59物理定律不因地而異1)物理定律的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性——空間各向同性空間各方向?qū)ξ锢矶傻葍r(jià)，沒(méi)有哪一個(gè)方向具有特別優(yōu)越的地位。實(shí)驗(yàn)儀器方位旋轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變。2)物理定律的平移對(duì)稱(chēng)性——空間均勻性空間各位置對(duì)物理定律等價(jià)，沒(méi)有哪一個(gè)位置具有特別優(yōu)越的地位。物理實(shí)驗(yàn)可以在不同地點(diǎn)重復(fù)，得出的規(guī)律不變。3)物理定律的空間反射對(duì)稱(chēng)性如果在鏡象世界里的物理現(xiàn)象不違反已知的物理規(guī)律，則支配該過(guò)程的物理規(guī)律具有空間反射對(duì)稱(chēng)性。物理定律不因地而異1)物理定律的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性——空間各向同性60物理定律不因時(shí)而異1)物理定律的時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性物理定律不隨時(shí)間變化即為物理定律具有時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性，物理實(shí)驗(yàn)可以在不同時(shí)間重復(fù)，其遵循的規(guī)律不變。2)物理定律的時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性（t-t的操作）牛頓定律具有時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性物理定律不因時(shí)而異1)物理定律的時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性物理定律61例：時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性——能量守恒定律例：時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性——能量守恒定律62如果物理定律不具有時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性設(shè)重力勢(shì)能隨時(shí)間變化例如：白天g大，晚上g小，則可晚上抽水貯存于h高度處，白天利用水的落差作功，可獲得能量贏(yíng)余.則永動(dòng)機(jī)可以制造成功，違反能量守恒定律如果物理定律不具有時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性例如：白天g大，晚上g63物理規(guī)律的對(duì)稱(chēng)性E=0時(shí)間平移對(duì)稱(chēng)性空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性空間平移對(duì)稱(chēng)性物理規(guī)律(自然定律)不因人（參考系）而異，參考系變換應(yīng)該是物理定律的對(duì)稱(chēng)操作.物理規(guī)律的對(duì)稱(chēng)性E=0