物理对称性怎么做题

① 关于对称性：物理学

还有时空对称性。即时间对称性与空间对称性。

其重要性在于：

一、从宏观上看：在物理学中它起着重要的作用，通过对系统所具有的对称性的分析，可以得到系统相应的守恒量，这些守恒量的存在对于了解系统的物理状态和性质就十分重要。
二、在微观世界中，特别是在粒子物理学中，对称性就更为重要了。
首先，从对称性原理出发，可以唯象地构造系统的拉氏量的形式，或者从规范（不变）原理出发，所构造的拉氏量自动地给出了相互作用的形式。
其次对称性还可以判断一个过程能否发生及粒子的寿命。粒子的衰变是由相互作用引起的，相互作用越强，粒子衰变越快，寿命越短。强相互作用满足的对称性最多，由对称性导致的守恒律也最多，是许多过程不能发生。因而不是所有的粒子都能作强衰变。电磁作用有较小的对称性，所以当粒子不能发生强衰变时，它可以发生电磁衰变，如果连弱衰变都不能发生，那么这些粒子就是稳定的。在强相互作用，弱相互作用，电磁相互作用中，吸引和排斥都是对称的。

② 关于物理定律的对称性

倘若在经过对称操作（symmetry operations）改变一定物理条件之后，某物体或某定律依然保持不变，准确来说依然与原先不可区分，物理学上即称其具有对称性（symmetry）。

物理定律的对称性便是物理定律在某种变换（对称操作）下的不变性。诺奖得主、奠定量子电动力学（quantum electrodynamics, QED）基础的理论物理学家理乍得·费恩曼（Richard Feynman）列举出了使物理现象得以保持不变的对称操作：

空间平移（translation in space），譬如将实验仪器移动至空间中的另一位置后再重复实验；

时间平移（translation in time），譬如在不同时间点重复进行同一实验；

一定角度的转动（rotation through a fixed angle），即空间旋转，譬如将实验仪器以及与其相关的物体全部转动某个角度；

匀速直线运动（uniform velocity in a straight line）变换，即洛伦兹变换，譬如将实验仪器放入车内，并使车辆以及周围与其相关的物体皆沿直线匀速前行；

时间反演（reversal of time），此处涉及时间的可逆性（reversibility in time）。尽管物理定律在宏观尺度上看来是不可逆的，譬如摔碎的镜面绝无可能在没有外力对其做功的情况下自发拼合起来重新变得完整（热二，在任何孤立的系统中无序度总是随时间增加），但在微观尺度上物理学的基本定律实是可逆的。譬如，倘若我们将原子运动的过程拍摄下来并将此视频倒放，那么我们不会发现倒放的视频有任何违反物理定律之处，也完全无法辨别哪个时间方向才是“正”的；

空间反演（inversion of space），也称空间反射（reflection of space）即镜面反射（mirror reflection）。譬如，倘若我们造一个与钟A的镜像完全相同的钟B，这即是说将钟A的所有构成部分悉数颠倒左右方向，并使其他条件尽皆保持不变，那么两个钟将会毫无差别地旋动。这意味着，我们或许无法借由任何物理现象来区分“左”与“右”［李政道、杨振宁与吴健雄发现了宇称不守恒（nonconservation of parity），即在弱相互作用（weak interaction）中粒子与其镜像遵循不同的运动规律，这说明在微观尺度上“左”与“右”的物理定律不完全相同］；

全同原子或全同粒子的交换（interchange of identical atoms or identical particles），即用一个原子或粒子替换同种类型的另一个原子或粒子；

量子力学的相位（quantum-mechanical phase）变换，即波函数（wave function）的相位移动某个常数；

物质-反物质（matter-antimatter），即电荷共轭（charge conjugation）变换（较新研究成果发现物质与反物质不完全对称）。一个粒子与其反粒子质量相等、电荷相反［不带电的中子与反中子则是重子数（baryon number）符号相反；中微子与反中微子是轻子数（lepton number）符号相反、手征性（chirality）相反］，二者一旦相遇便会彼此湮灭，并将其全部质量转化为能量释放出来。

对于每一条对称性规律而言，皆有一条守恒定律与其相对应。譬如物理定律在空间平移后的对称性对应着动量守恒（conservation of momentum），时间平移后的对称性对应着能量守恒（conservation of energy），转动一定角度后的对称性对应着角动量守恒（conservation of angular momentum），波函数相位移动后的对称性对应着电荷守恒（conservation of charge），等等。

③ 高分求物理对称方面的知识

是一位德国女数学家艾米?诺特在1918年首先发现的，物理定律对称性与物理量守恒定律的对应关系，因此被称为“诺特定理”。

以下给出他的产生的一些历史背景以及关于他的物理学探讨。之所以引用此文，是因为我觉得这篇文章把很深奥的科学说得很美化并让人通俗易懂。

对着镜子瞧瞧自己，假如你举起右手，你在镜子里的影像却举起了它的左手，你一定会目瞪口呆，甚至有一种毛骨悚然的感觉！幸运的是，世界上还没有人遇到过这种事。不过这么奇怪的事真的在粒子世界里出现了，具体的说，是在一个基本粒子身上出现了。

这个镜像不对称的问题，可不是一个简单的问题，它是20世纪物理学研究的一个重大课题。

对称总是完美的

你照着镜子，你与镜子里的影像形成了一种对称关系。对称，不仅是在镜子里出现，在我们身边的大自然里，也随处可见。蜂巢是由一个个正六边形对称排列组合而成的建筑物，每个正六边形大小统一、上下左右距离相等，这种结构最紧密有序，也最节省材料；蝴蝶左右翅膀的结构是对称的，就连翅膀上的图案与颜色也是对称的，因此它能够成为自然界最美丽的昆虫；所有的海螺都拥有奇妙的左右旋对称；人本身也是对称的，而且不止左右结构对称，双眼、双耳和左右脑的形状也是对称的，设想一个人少一只眼、或嘴歪在一边，那一定被认为不是很美的。

人类自古以来就对对称美推崇备至，对称的概念几乎已经渗透到所有的学科领域。建筑学中，建筑家们在规划、设计和建造形形色色的建筑时，总是离不开对称，那些流传千古的着名建筑物也大多是极具对称美的，比如中国的故宫、天坛、颐和园的长廊，埃及的大金字塔，罗马的角斗场。几何学中，有圆、椭圆、正方形、矩形、梯形、三角形、圆锥、圆柱等各种对称。代数中，有一元二次方程两个根的对称、方程的对称函数，甚至还有专门关于对称性的数学理论——群论。

在晶体学中，对称性表现得尤为突出。其实，自然界中百分之百完全对称的东西极少，但晶体是个例外，无论从宏观还是微观来看，晶体都是严格对称的。晶体中的原子数目很大而且有严格的空间排列，如果任意画出一部分原子排列图，无论对此图进行平移、旋转还是左右互换，所得的图像与原图像都无法区分，也就是说，大部分晶体都具有平移对称、旋转对称、镜像对称的性质。比如，雪花具有六重旋转对称，就是说，雪花晶体在沿一根固定的轴旋转60度、120度、180度、240度、300度或360度后，其原子的空间排布都与原来的排布完全相同。

物理学中的对称

实际上，在物理学中，对称的概念绝对不只是“左右相同”，它比我们通常所理解的含义要广泛得多，几乎适用于一切自然现象——从宇宙的产生到每个微观的亚核反应过程。

把两个东西对换一下，就好像没动过一样，这就是对称。把左边的东西和右边的东西互换一下，而没有任何变化，这就叫做镜像对称，意思就是像照镜子一样，镜子里和镜子外的事物是一样的。人体和动物形体大多是镜像对称的，中国的故宫、天坛等建筑也是镜像对称的。

在空间里，沿着任何方向平移一单元，平移后的图像与原图无法区分(即完全重合)，这种操作可继续下去，这就是平移对称。规整的网格就具有平移对称性，在自然界中，蜂巢、竹节或串珠都具有平移对称性。

把一个质地均匀的球绕球心旋转任意角度，它的形状、大小、质量、密度分布等等，所有的性质都保持不变，这就是旋转对称。一朵有5片相同花瓣的花(比如梅花和紫荆花)绕垂直花面的轴旋转2π/5或2π/5整数倍角度，旋转前后完全是一样的，没有什么变化，我们就说它具有2π/5旋转对称性。反过来说，如果一个球的边缘上有一个点或有些残缺，这个点或残缺就能区分旋转前后的情况，它就不具有旋转对称性了——或者说它的旋转对称性是破缺的。

以上说的都是物体的外在形体的对称。物理学中还有一类更重要的对称：物理规律的对称。就拿牛顿定律来说吧，无论怎么转动物体，物体的运动都遵从牛顿定律，因此，牛顿定律具有旋转对称性；镜子里和镜子外物体的运动都遵从牛顿定律，牛顿定律又具有镜像对称性；物体在空间中任意移动后，牛顿定律仍然有效，牛顿定律也具有空间平移对称性；.在不同的时间，昨天、今天或明天，物体的运动也都遵从牛顿定律，牛顿定律还具有时间平移对称性……其他已知的物理定律也都有类似的情况。

物理学家们一向对对称性有着特殊的兴趣。对称性常常使得我们可以不必精确地求解就可以获得一些知识，使问题得以简化。例如，一个无阻力的单摆摆动起来，其左右是对称的，因此，不必求解就可以知道，向左边摆动的高度与向右边摆边的高度一定是相等的，从正中间摆动到左边最高点的时间一定等于摆动到右边最高点的时间，左右两边相应位置处单摆的速度和加速度也一定是相同的……

对称与守恒的关系

物理定律的这些对称性其实也意味着物理定律在各种变换条件下的不变性，由物理定律的不变性，我们可以得到一种不变的物理量，叫守恒量，或叫不变量。例如，空间旋转最重要的参量是角动量，如果一个物体是空间旋转对称的，它的角动量必定是守恒的，因此，空间旋转对称对应于角动量守恒定律。再如，如果把瀑布水流功率全部变成电能，在任何时候，同样的水流的发电功率都是一样的，这个能量不会随时间的改变而改变，因此，时间平移对称对应于能量守恒。还有，空间平移对称对应于动量守恒，电荷共轭对称对应于电量守恒，如此等等。

物理定律的守恒性具有极其重要的意义，有了这些守恒定律，自然界的变化就呈现出一种简单、和谐、对称的关系，也就变得易于理解了。所以，科学家在科学研究中，对守恒定律有一种特殊的热情和敏感，一旦某一个守恒定律被公认以后，人们是极不情愿把它推翻的。

因此，当我们明白了各种对称性与物理量守恒定律的对应关系后，也就明白了对称性原理的重要意义，我们无法设想：一个没有对称性的世界，物理定律也变动不定，那该是一个多么混乱、令人手足无措的世界！

物理定律对称性与物理量守恒定律的对应关系，是一位德国女数学家艾米?诺特在1918年首先发现的，因此被称为“诺特定理”。自那以后，物理学家们已经形成了这样一种思维定式：只要发现了一种新的对称性，就要去寻找相应的守恒定律；反之，只要发现了一条守恒定律，也总要把相应的对称性找出来。

诺特定理将物理学中“对称”的重要性推到了前所未有的高度。不过，物理学家们似乎还不满足，1926年，又有人提出了宇称守恒定律，把对称和守恒定律的关系进一步推广到微观世界。

什么是宇称守恒？

让我们先来了解一下“宇称守恒”的含义。“宇称”，就是指一个基本粒子与它的“镜像”粒子完全对称。人在照镜子时，镜中的影像和真实的自己总是具有完全相同的性质——包括容貌、装扮、表情和动作。同样，一个基本粒子与它的“镜像”粒子的所有性质也完全相同，它们的运动规律也完全一致，这就是“宇称守恒”。假如一个粒子顺时针旋转，它的镜像粒子从镜中看起来就是逆时针旋转，但是这个旋转的所有定律都是相同的，因此，镜内境外的粒子是宇称守恒的。按照诺特定理，与空间反射不变性(所谓空间反射，一般指的是镜像)对应的就是宇称守恒。

在某种意义上，我们可以把同一种粒子下的个体粒子理解成彼此互为镜像的，例如，假设一个电子顺时针方向自旋，另一个电子逆时针方向自旋，一个电子就可以把另一个电子当成镜像中的自己，就像人通过镜子看自己一样。由此推断，根据宇称守恒理论，所有电子自身环境和镜像环境中都应该遵循同样的物理定律，其他粒子的情况也是如此。

听起来，所谓的“宇称守恒”似乎并没有什么特别之处，至少在1926年之前，早已有人提出了牛顿定律具有镜像对称性。不过，以前科学家们提出的那些具有镜像对称的物理定律大多是宏观的，而宇称守恒则是针对组成宇宙间所有物质的最基本的粒子。如果这种物质最基本层面的对称能够成立，那么对称就成为宇宙物质的根本属性。

事实上，宇称守恒理论的确在几乎所有的领域都得到了验证——只除了弱力。我们知道，现代物理将物质间的相互作用力分为四种：引力、电磁力、强力和弱力。在强力、电磁力和引力作用的环境中，宇称守恒理论都得到了很好的验证：正如我们通常认为的那样，粒子在这三种环境下表现出了绝对的、无条件的对称。

在普通人眼中，对称是完美世界的保证；在物理学家眼中，宇称守恒如此合乎科学理想。于是，弱力环境中的宇称守恒虽然未经验证，也理所当然地被认为遵循宇称守恒规律。

李、杨的真知灼见

然而，真理终究要自己站出来说话。1956年，两位美籍华裔物理学家——李政道和杨振宁——大胆地对“完美的对称世界”提出了挑战，矛头直指宇称守恒定律，这成为上世纪物理学界最震撼的事件之一。引发这次震撼事件的最直接原因，是已让学者们困惑良久的“θ-τ之谜”，它是宇称守恒定律绕不过去的坎。

20世纪50年代初，科学家们从宇宙射线里观察到两种新的介子(即质量介于质子和电子之间的粒子)：θ和τ。这两种介子的自旋、质量、寿命电荷等完全相同，很多人都认为它们是同一种粒子。但是，它们却具有不同的衰变模式，θ衰变时会产生两个π介子，τ则衰变成三个π介子，这说明它们遵循着不同的运动规律。

假使τ和θ是不同的粒子，它们怎么会具有一模一样的质量和寿命呢？而如果承认它们是同一种粒子，二者又怎么会具有完全不一样的运动规律呢？

为了解决这一问题，物理学界曾提出过各种不同的想法，但都没有成功。物理学家们都小心翼翼地绕开了“宇称不守恒”这个可能。你能想象，一个电子和另一个电子的运动规律不一样吗？或者一个介子和另一个介子的运动规律不一样吗？当时的物理学家们可没这胆量。

1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：τ和θ是完全相同的同一种粒子(后来被称为K介子)，但在弱相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！用科学语言来说，“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的。

李政道和杨振宁的观点震动了当时的物理学界，他们在完美的物理学对称世界撕出了一个缺口！

吴健雄的卓越实验

在最初，“θ-τ”粒子只是被作为一个特殊例外，人们还是不愿意放弃整体微观粒子世界的宇称守恒。此后不久，同为华裔的实验物理学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”，从此，“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。

吴健雄用两套实验装置观测钴60的衰变，她在极低温(0.01K)下用强磁场把一套装置中的钴60原子核自旋方向转向左旋，把另一套装置中的钴60原子核自旋方向转向右旋，这两套装置中的钴60互为镜像。实验结果表明，这两套装置中的钴60放射出来的电子数有很大差异，而且电子放射的方向也不能互相对称。实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。

我们可以用一个类似的例子来说明问题。假设有两辆互为镜像的汽车，汽车A的司机坐在左前方座位上，油门踏板在他的右脚附近；而汽车B的司机则坐在右前方座位上，油门踏板在他的左脚附近。现在，汽车A的司机顺时针方向开动点火钥匙，把汽车发动起来，并用右脚踩油门踏板，使得汽车以一定的速度向前驶去；汽车B的司机也做完全一样的动作，只是左右交换一下——他反时针方向开动点火钥匙，用左脚踩油门踏板，并且使踏板的倾斜程度与A保持一致。现在，汽车B将会如何运动呢？

也许大多数人会认为，两辆汽车应该以完全一样的速度向前行驶。遗憾的是，他们犯了想当然的毛病。吴健雄的实验证明了，在粒子世界里，汽车B将以完全不同的速度行驶，方向也未必一致！——粒子世界就是这样不可思议地展现了宇称不守恒。

三位华裔物理学家用他们的智慧赢得了巨大的声誉，1957年，李政道和杨振宁获得诺贝尔物理学奖，一项科学理论，在发表的第二年就获得诺贝尔奖是史无前例的。很遗憾的是，用精妙绝伦的实验证实了宇称不守恒的吴健雄一直没能获奖。

不过，究竟为什么粒子在弱相互作用下会出现宇称不守恒呢？根本原因至今仍然是个谜。

宇宙源于不对称

宇称不守恒的发现并不是孤立的。

在微观世界里，基本粒子有三个基本的对称方式：一个是粒子和反粒子互相对称，即对于粒子和反粒子，定律是相同的，这被称为电荷(C)对称；一个是空间反射对称，即同一种粒子之间互为镜像，它们的运动规律是相同的，这叫宇称(P)；一个是时间反演对称，即如果我们颠倒粒子的运动方向，粒子的运动是相同的，这被称为时间(T)对称。

这就是说，如果用反粒子代替粒子、把左换成右，以及颠倒时间的流向，那么变换后的物理过程仍遵循同样的物理定律。

但是，自从宇称守恒定律被李政道和杨振宁打破后，科学家很快又发现，粒子和反粒子的行为并不是完全一样的！一些科学家进而提出，可能正是由于物理定律存在轻微的不对称，使粒子的电荷(C)不对称，导致宇宙大爆炸之初生成的物质比反物质略多了一点点，大部分物质与反物质湮灭了，剩余的物质才形成了我们今天所认识的世界。如果物理定律严格对称，宇宙连同我们自身就都不会存在了——宇宙大爆炸之后应当诞生了数量相同的物质和反物质，但正反物质相遇后就会立即湮灭，那么，星系、地球乃至人类就都没有机会形成了。

接下来，科学家发现连时间本身也不再具有对称性了！

可能大多数人原本就认为时光是不可倒流的。日常生活中，时间之箭永远只有一个朝向，“逝者如斯”，老人不能变年轻，打碎的花瓶无法复原，过去与未来的界限泾渭分明。不过，在物理学家眼中，时间却一直被视为是可逆转的。比如说一对光子碰撞产生一个电子和一个正电子，而正负电子相遇则同样产生一对光子，这两个过程都符合基本物理学定律，在时间上是对称的。如果用摄像机拍下其中一个过程然后播放，观看者将不能判断录像带是在正向还是逆向播放——从这个意义上说，时间没有了方向。

然而，1998年年末，物理学家们却首次在微观世界中发现了违背时间对称性的事件。欧洲原子能研究中心的科研人员发现，正负K介子在转换过程中存在时间上的不对称性：反K介子转换为K介子的速率要比其逆转过程——即K介子转变为反K介子来得要快。

至此，粒子世界的物理规律的对称性全部破碎了，世界从本质上被证明了是不完美的、有缺陷的。

上帝是个左撇子？

当“宇称不守恒”在上世纪50年代被提出时，大多数人对“完美和谐”的宇称守恒定律受到挑战不以为然。在吴健雄实验之前，当时着名的理论物理学权威泡利教授甚至说：“我不相信上帝是一个软弱的左撇子，我已经准备好一笔大赌注，我敢打赌实验将获得对称的结论。”然而，严谨的实验证明，泡利教授的这一次赌打输了。

近代微生物学之父巴斯德曾经说过：“生命向我们显示的乃是宇宙不对称的功能。宇宙是不对称的，生命受不对称作用支配。”自然界或许真的不是那么对称和完美，大自然除了偏爱物质、嫌弃反物质之外，它对左右也有偏好。

自然界的20种氨基酸中，有19种都存在两种构型，即左旋型和右旋型。在非生物反应产生氨基酸的实验中，左旋和右旋两种类型出现的几率是均等的，但在生命体中，19种氨基酸惊人一致地全部呈现左旋型——除了极少数低级病毒含有右旋型氨基酸。无疑，生命对左旋型有着强烈的偏爱。

也有人提出，生命起源时，氨基酸呈左旋型其实是随机的，它不过是顺应了地球围绕太阳转的磁场方向。但大多数科学家却认为，左旋型和右旋型的不对称意味着这两种能量存在着高低。通常认为，左旋型能量较低，也较稳定，稳定则容易形成生命。

更令人费解的是，虽然构成生命体的蛋白质氨基酸分子都是左旋型的，但组成核酸的核糖和脱氧核糖分子却都是右旋型的——尽管天然的糖中左旋和右旋的几率几乎相同。

看来，上帝对左右真的是有所偏爱，如果事事处处都要达到绝对的平衡对称，“万物之灵”的生命就不会产生了。

不对称，才有大千世界

不管是故意也好，疏忽也罢，上帝或许真的并不是一个绝对对称的完美主义者。从某种意义上来说，正是不对称创造了世界。

道理其实很简单。虽然对称性反映了不同物质形态在运动中的共性，但是，只有对称性被破坏才能使它们显示出各自的特性。这正如建筑一样，只有对称而没有对称的破坏，建筑物看上去虽然很规则，但同时却一定会显得非常单调和呆板。只有基本上对称但又不完全对称才能构成美的建筑。

大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，构成螺旋形结构的空间排列也是基本相同的。但是在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性。因此，对称性被破坏是事物不断发展进化、变得丰富多彩的原因。

正如着名的德国哲学家莱布尼茨所说，世界上没有两片完全相同的树叶。仔细观察树叶中脉(即树叶中间的主脉)的细微结构，你会发现就连同一片叶子两边叶脉的数量和分布、叶缘缺刻或锯齿的数目和分布也都是不同的。绝大多数人的面部发育都不对称，66%的人左耳稍大于右耳，56%的人左眼略大，59%的人右半侧脸较大；人的躯干、四肢也不完全对称，左肩往往较高，75%的人右侧上肢较左侧长。

可以说，生物界里的不对称是绝对的，而对称只是相对的。实验研究证明，这是由于细胞内原生质的不对称性所引起的。从生物体内蛋白质等物质分子结构可以清楚地看到，它们一般呈不对称的结构形式。科学研究还发现，不对称原生质的新陈代谢活动能力，比起左右对称的化学物至少要快三倍。由此可见，不对称性对生命的进化有着重要的意义。自然界的发展，正是一个对称性不断减少的过程。

其实，不仅在自然界，即使在崇尚完美的人类文明中，绝对的对称也并不讨好。一幅看来近似左右对称的山水画，能给人以美的享受。但是如果一幅完全左右对称的山水画，呆板而缺少生气，与充满活力的自然景观毫无共同之处，根本无美可言。

有时，对对称性或者平衡性的某种破坏，哪怕是微小破坏，也会带来不可思议的美妙结果。从这种意义上来说，或许完美并不意味着绝对的对称，恰恰是对称的打破带来了完美。

④ 高一物理题竖直上抛对称性（别复制粘贴，谢谢）

很好理解。
竖直上抛过程，是初速度为V0，加速度为-g的匀变速运动，当小球速度减为0时，小球达到最高点，然后开始自由落体运动
自由落体过程，是匀加速直线运动，初速度为0，加速度为g
由公式2as=v²-0可知，小球下落到抛出点时，其速度大小和抛出时 的初始速度相同，方向相反
因此小球的上抛和下落过程可以看做是对称的。

⑤ 物理学中的对称性是什么

对称性是物理学中含义最深刻的概念之一。
所谓对称性是指在进行某种操作后的不变性。
比如镜面对称性（手性），是指经过空间反转操作不变，直观来讲就是镜子中的你除了左右不同之外完全相同。
一般每一种对称性都对应着一个守恒量：
比如，空间平移不变性对应动量守恒；时间平移不变性对应能量守恒；空间转动不变性对应角动量守恒。等等。
研究对称性（不变性）的数学理论是几何，比如初等几何中的图形、体都是空间平移转动、反转不发生变化的。因此比较优美的理论都是用几何理论（如群论）来描述物理规律，例如爱因斯坦的相对论（用非欧几何来描述引力相互作用）等等。
对称性是人们在观察和认识自然的过程中产生的一种观念。对称性可以理解为一个运动，这个运动保持一个图案或一个物体的形状在外表上不发生变化。在自然界千变万化的运动演化过程中，运动的多样性显现出了各式各样的对称性。在物理学中存在着两类不同性质的对称性：一类是某个系统或某件具体事物的对称性，另一类是物理规律的对称性。物理规律的对称性是指经过一定的操作后，物理规律的形式保持不变。因此，物理规律的对称性又称为不变性。
对称性是现代物理学中的一个核心概念，它泛指规范对称性 , 或局域对称性和整体对称性。它是指一个理论的拉格朗日量或运动方程在某些变数的变化下的不变性。如果这些变数随时空变化，这个不变性被称为局域对称性，反之则被称为整体对称性。物理学中最简单的对称性例子是牛顿运动方程的伽利略变换不变性和麦克斯韦方程的洛伦兹变换不变性和相位不变性。
数学上，这些对称性由群论来表述。上述例子中的群分别对应着伽利略群，洛伦兹群和U(1)群。对称群为连续群和分立群的情形分别被称为连续对称性和分立对称性。德国数学家威尔是把这套数学方法运用于物理学中并意识到规范对称重要性的第一人。
二十世纪五十年代杨振宁和米尔斯意识到规范对称性可以完全决定一个理论的拉格朗日量的形式，并构造了核作用的SU(2)规范理论。从此，规范对称性被大量应用于量子场论和粒子物理模型中。在粒子物理的标准模型中，强相互作用，弱相互作用和电磁相互作用的规范群分别为SU(3)，SU(2)和U(1)。除此之外，其他群也被理论物理学家广泛地应用，如大统一模型中的SU(5)，SO(10)和E6群，超弦理论中的SO(32)。
考虑下面的变换：将位于某根轴的一边的所有点都反射到轴的另一边，从而建立一个系统的镜像。如果该系统在操作前后保持不变，则该系统具有反射对称性。反射下的不变性（比如人体的两边对称性）与转动下的不变性（比如足球的转动对称性）相当不同。前者是分立对称性，而后者是连续对称性 。连续对称性对任意小变换均成立，而分立对称性却有一个变换单位，两者在物理学中都起重要作用。

⑥ 高考物理答题技巧有哪些 有什么窍门

仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。

高考物理选择题的答题技巧

物理选择题技法一、比较排除法

通过分析、推理和计算，将不符合题意的选项一一排除，最终留下的就是符合题意的选项。如果选项是完全肯定或否定的判断，可通过举反例的方式排除;如果选项中有相互矛盾或者是相互排斥的选项，则两个选项中可能有一种说法是正确的，当然，也可能两者都错，但绝不可能两者都正确。

物理选择题技法二、假设推理法

所谓假设推理法，就是假设题目中具有某一条件，推得一个结论，将这个结论与实际情况对比，进行合理性判断，从而确定正确选项。假设条件的设置与合理性判断是解题的关键，因此要选择容易突破的'点来设置假设条件，根据结论是否合理判断假设是否成立。

物理选择题技法三、逆向思维法

如果问题涉及可逆物理过程，当按正常思路判断遇到困难时，则可考虑运用逆向思维法来分析、判断。有些可逆物理过程还具有对称性，则利用对称规律是逆向思维解题的另一条捷径。

高中物理解题常用经典模型总结

1、'皮带'模型:摩擦力。牛顿运动定律。功能及摩擦生热等问题。

2、'斜面'模型:运动规律。三大定律。数理问题。

3、'运动关联'模型:一物体运动的同时性。独立性。等效性。多物体参与的独立性和时空联系。

4、'人船'模型:动量守恒定律。能量守恒定律。数理问题。

5、'子弹打木块'模型:三大定律。摩擦生热。临界问题。数理问题。

6、'爆炸'模型:动量守恒定律。能量守恒定律。

7、'单摆'模型:简谐运动。圆周运动中的力和能问题。对称法。图象法。

8。电磁场中的'双电源'模型:顺接与反接。力学中的三大定律。闭合电路的欧姆定律。电磁感应定律。

9、交流电有效值相关模型:图像法。焦耳定律。闭合电路的欧姆定律。能量问题。

10、'平抛'模型:运动的合成与分解。牛顿运动定律。动能定理(类平抛运动)。

⑦ 高中物理秒杀题型技巧

高中物理秒杀题型技巧如下：

1、利用极限推理。

所谓物极必反，物理题目中，很多条件都是迷雾，解题点就在于真正起作用的量，然后将这个量拉倒极端，这样计算起来就方便多了。从而轻易的得到结果。然后根据这个结果，判断哪个是对的。

4、逆向思维法。

如果问题涉及到可以逆算的，如果以正常思路难以判断时，则可考虑运用逆向思维法来分析、判断。有些可逆物理过程还具有对称性，则利用对称规律是逆向思维解题的另一条捷径。

5、淘汰排除法。

对干那些不能直接判断出答案的物理题，可根据题干所给条件和提出的问题对各个选项加以审视，将与题目要求不符合的选项逐一淘汰，不能否定的选项即为正确答案。

⑧ 用对称法画出物体在平面镜中的像,一道物理题，题目如下图

解：

此题解答的关键是：箭头部分被挡住后，在平面镜中是否还会成像。

根据平面镜的成像规律可知：AB整体都会在平面镜中成像。

具体成像原理如下：

从图中1的位置看过去，看不到部分图，容易误以为箭头部分不会在平面镜中成像。

但是从图2的位置看过去，是可以看到完整的虚像的。

为了画的图看起来简洁，我将平面镜加长了，实际上不加长，在某些位置也是可以看到完整的像的。

实际上，你也可以在家里的梳妆镜里验证一下题目中的内容。

上面是为了分析原理，画的比较复杂，实际画物体在平面镜中的像时，直接根据平面镜成像的对称性画出虚像即可。

若对此题有疑问，请追问！