Студопедия — Законы сохранения и симметрия пространства-времени.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Законы сохранения и симметрия пространства-времени.






Итак, в механике существуют три закона сохранения: импульса, момента импульса, механической энергии. Все они являются чисто экспериментальными, установленными в результате длительных наблюдений фактами. Законы Ньютона и Кеплера – это следствия законов сохранения.

В 1918 г. немецкий математик Эмми Нётер доказала теорему, которая в упрощенной формулировке гласит: Если свойства системы не меняются от какого-либо преобразования переменных, то этому соответствует некоторый закон сохранения. Таким образом, связываются законы сохранения и симметрия, ведь под последней мы как раз и понимаем неизменность объекта по отношению к каким-либо преобразованиям.

Р.Фейнман так определил понятие симметрии: «симметричным называется такой предмет, который можно как-то изменять, получая в результате то же, с чего начали».

Таким образом, понятие симметрии имеет определенную «структуру», включающую три фактора:

· Объект или явление, симметрии которого рассматриваются;

· Изменение (преобразование), по отношению к которому рассматривается симметрия;

· Инвариантность (неизменность, сохранение) каких-то свойств объекта, выражающая рассматриваемую симметрию.

Различают геометрические формы симметрии (относящиеся к свойствам пространства и времени) и динамические (не связанные непосредственно со свойствами пространства и времени, а выражающие свойства определенных физических взаимодействий). Эти формы тесно взаимосвязаны.

Теорема Нётер позволяет сконструировать различные сохраняющиеся величины, не только характеризующие свойства пространства-времени, но и, например, электрический заряд, и величины, сохраняющиеся в микромире (спин, четность, барионный и лептонный заряды и т.д.). Существует правило: чем сильнее взаимодействие, тем оно симметричнее. Поэтому наибольшее количество законов сохранения присуще сильному взаимодействию.

Рассмотрим простейшие геометрические формы симметрии (относящиеся к свойствам пространства и времени):

· Закон сохранения импульса связан с однородностью пространства – неизменностью всех законов природы при параллельном переносе.

· Закон сохранения момента импульса связан с изотропностью пространства - неизменностью всех законов природы при повороте на любой угол относительно неподвижной точки.

· Закон сохранения энергии связан с однородностью времени – одинаковостью проявления всех законов природы во все моменты времени.

Эта глубинная связь проявляется, например, в следующем. Определим размерность произведений:

[pr] = [p][r] = кг м2/с;

[Lj] =[L] = [r][p] = кг м2/с;

[Et] = [E][t] = Дж с = Н м с = кг (м/с2) м с = кг м2/с.

Размерности всех произведений совпадают. Это говорит о внутреннем единстве соответствующих величин.

 

Лекция 6.

Физические поля. Концепции близкодействия и дальнодействия.

1. Понятие физического поля.

Мы убедились в том, что не только тело, но и некоторая среда (в том числе и вакуум) может обладать энергией. Эта энергия вполне объективно существует, ее можно измерить, помещая в каждую точку пространства некоторое пробное тело, играющее роль своего рода «тестора».

Пространство с определенными физическими свойствами, которые проявляются в действии силы на пробное тело, называется полем.

Поле можно условно изобразить с помощью силовых линий, касательная к которым в каждой точке показывает направление силы, а густота – ее величину (модуль).

Количественные характеристики физических полей изменяются, как правило, непрерывно. Особые точки (сингулярности) могут находиться лишь в тех местах пространства, где расположен источник поля.

В современной науке принято пользоваться полевой терминологией. Говорят о гравитационном поле, о поле тяжести, об электромагнитном поле.

Поле является, наряду с веществом, одной из форм существования материи. Далее мы увидим, что современная наука не противопоставляет поле и вещество, а рассматривает их как различные проявления единой сущности (см. лекцию 10).







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 750. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Задержки и неисправности пистолета Макарова 1.Что может произойти при стрельбе из пистолета, если загрязнятся пазы на рамке...

Вопрос. Отличие деятельности человека от поведения животных главные отличия деятельности человека от активности животных сводятся к следующему: 1...

Расчет концентрации титрованных растворов с помощью поправочного коэффициента При выполнении серийных анализов ГОСТ или ведомственная инструкция обычно предусматривают применение раствора заданной концентрации или заданного титра...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

ТЕРМОДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. 1. Особенности термодинамического метода изучения биологических систем. Основные понятия термодинамики. Термодинамикой называется раздел физики...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.018 сек.) русская версия | украинская версия