對(duì)稱性與守恒定律論文

1、對(duì)稱性和守恒定律的論文摘要本文簡(jiǎn)要介紹了量子系統(tǒng)下的對(duì)稱變換代詞及其性質(zhì)，詳細(xì)分析了對(duì)稱變換與守恒量及不可測(cè)量量的關(guān)系，詳細(xì)分析了時(shí)空對(duì)稱性動(dòng)量、動(dòng)量矩、能量守恒，并概述了當(dāng)前物理學(xué)中一些重要的對(duì)稱性和守恒定律。牛鼻子字量子系對(duì)稱性守恒律一、引言對(duì)稱性是自然段中最普遍和最重要的特性。 現(xiàn)代科學(xué)表明，自然段的所有重要規(guī)律都與某種對(duì)稱性有關(guān)，而且所有自然段中的相互作用都具有某種特殊的對(duì)稱性所謂的“規(guī)范對(duì)稱性”。 事實(shí)上，對(duì)稱性的研究越來越深入，廣泛應(yīng)用于物理學(xué)的各個(gè)分支：量子理論、高能物理、相對(duì)論、原子分子物理、結(jié)晶物理、原子核物理、化學(xué)(分子軌道理論、配位場(chǎng)理論等)、生物(DNA的構(gòu)型對(duì)稱性等)

2、和工程科學(xué)技術(shù)什么是對(duì)稱性？ 根據(jù)英國(guó)韋氏國(guó)際辭典的定義，“對(duì)稱性是界限線或中央平面兩側(cè)的各部分的大小、形狀和相對(duì)位置的對(duì)應(yīng)性”。 在此敘述觀察客觀事物的形狀的最直觀的特征而形成的認(rèn)識(shí)，即所謂的幾何對(duì)稱性。關(guān)于對(duì)稱性和守恒律的研究一直是物理學(xué)中的重要領(lǐng)域，對(duì)稱性和守恒律的本質(zhì)及其關(guān)系一直是人們研究的重要內(nèi)容。 在經(jīng)典力學(xué)中，牛頓方程式可以在某種條件下導(dǎo)出力學(xué)量的守恒定律，粗略地說，守恒定律似乎是運(yùn)動(dòng)方程式的結(jié)果，但本質(zhì)上，守恒定律比運(yùn)動(dòng)方程式的基本。 因?yàn)樗憩F(xiàn)了自然段的普遍規(guī)律，支配了自然段的所有過程，制約了不同領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)方程式。如果運(yùn)動(dòng)規(guī)律在某個(gè)變換下具有不變性，就必須相應(yīng)地存在守恒定律。

3、簡(jiǎn)單地說，就是說，運(yùn)動(dòng)定律是指，運(yùn)動(dòng)定律在某個(gè)變換下的不變性。 認(rèn)識(shí)對(duì)應(yīng)于物理定律對(duì)稱性而存在守恒定律的一些新抽象空間的對(duì)稱性及其對(duì)應(yīng)守恒定律，給復(fù)雜微觀問題的解決帶來了好處，特別是在當(dāng)前，基于量化系統(tǒng)的對(duì)稱性以群論的方式處理問題是更好的。在物理學(xué)中，特別是在理論物理學(xué)中，我們所說的對(duì)稱性是指由于體系的雷格林模量或哈磨粉機(jī)頓量的某種變換而產(chǎn)生的不變性。 這些個(gè)變換還可以分為連續(xù)變換、離散變換、到固有殘奧儀表的變換。 各個(gè)變換中的不變性對(duì)應(yīng)守恒定律，意味著某種測(cè)量是不一盞茶的。 例如，時(shí)間平移不變量與能量守恒相對(duì)應(yīng)意味著時(shí)間原點(diǎn)是不可觀測(cè)的空間平移不變量，而空間絕對(duì)定位與動(dòng)量守恒相對(duì)應(yīng)地是不可觀

4、測(cè)的空間旋轉(zhuǎn)不變量，與動(dòng)量矩存儲(chǔ)相對(duì)應(yīng)地意味著空間的絕對(duì)方向是不可觀測(cè)的等等。 對(duì)稱性和守恒定律在物理學(xué)中占有重要地位，尤其是三個(gè)普遍的守恒定律動(dòng)量、能量、動(dòng)量矩守恒，其重要性是眾所周知的，是廣泛應(yīng)用于工程科學(xué)技術(shù)的。 因此，為了深入理解守恒定律的物理本質(zhì)，必須探討體系的時(shí)空對(duì)稱性與守恒定律的關(guān)系。本文著重討論了非相對(duì)論的情況下量子系統(tǒng)時(shí)空對(duì)稱性與三個(gè)守恒定律的關(guān)系，最后，提供了我們常見的對(duì)稱變換和守恒定律的簡(jiǎn)單介紹。二、對(duì)稱變換及其性質(zhì)一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)的對(duì)稱性是其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不變性，在經(jīng)典力學(xué)中，由于運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由拉格朗日量決定的，時(shí)空對(duì)稱性表現(xiàn)為拉格朗日量在時(shí)空變換中的不變性。 在量子力學(xué)中，運(yùn)動(dòng)

5、規(guī)則是薛定諤方程，由系統(tǒng)的哈磨粉機(jī)頓算子決定，因此，量子力學(xué)類的對(duì)稱性表現(xiàn)為哈磨粉機(jī)頓算子嗎？ 中所述情節(jié)，對(duì)概念設(shè)計(jì)中的量體執(zhí)行面積分析。對(duì)稱變換是原樣保持體系的哈頓算子的變換，在變換s (例如空間位移、空間旋轉(zhuǎn)等)中，體系的任何狀態(tài)為(s )。三、對(duì)稱變換與守恒量的關(guān)系經(jīng)典力學(xué)中的守恒量是運(yùn)動(dòng)中不隨時(shí)間變化的量，考慮到轉(zhuǎn)移到從此往后量子力學(xué)，如果是hermie算子，表示某力學(xué)量，如果不是hermie算子，則不表示力學(xué)量，但是對(duì)于連續(xù)變換，力學(xué)量保存很容易找到。是定徑套嗎？ 因?yàn)槭沁B續(xù)變換，可以寫嗎？=1 IF、為無限小殘奧計(jì)，0時(shí)為恒等變換。 因?yàn)槌藭r(shí)間反轉(zhuǎn)，時(shí)空對(duì)稱變換都被認(rèn)為是正變換

6、在(8)式中忽略的高次少量，從上式看也就是說，f叫做阿米運(yùn)算符，f叫做變換運(yùn)算符嗎？ 的生成源。 從這件事可以看出，是真的嗎？ 不是阿米運(yùn)算符時(shí)？ 對(duì)應(yīng)于某力學(xué)量f。 再次得到依據(jù)由此可知，(10)f是系統(tǒng)的守恒量。根據(jù)以上討論，量子系統(tǒng)的對(duì)稱性對(duì)應(yīng)于力學(xué)量的守恒，下面具體討論的是時(shí)空對(duì)稱性和動(dòng)量、能量、動(dòng)量矩守恒.1 .空間平移不變性(空間均勻性)和動(dòng)量守恒?？臻g平移不變性是指當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)r時(shí)，系統(tǒng)的哈磨粉機(jī)頓算子不變，而當(dāng)沒有外場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)具有空間平移不變性。如果將系統(tǒng)的坐標(biāo)從r移動(dòng)到，波函數(shù)(r )會(huì)轉(zhuǎn)換成嗎？ 什么？ (r )2 .空間旋轉(zhuǎn)不變性(空間各向同性)和動(dòng)量矩守恒空間旋轉(zhuǎn)不變

7、性是指系統(tǒng)整體繞任意的軸n旋轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)的哈磨粉機(jī)頓算子不變化。 當(dāng)系統(tǒng)處于中心對(duì)稱場(chǎng)或無外場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)具有空間旋轉(zhuǎn)不變性。3 .時(shí)間位移不變性和能量守恒時(shí)間位移不變性是指系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間位移時(shí)哈磨粉機(jī)頓算子不變化。 當(dāng)系統(tǒng)不在外場(chǎng)或沒有外場(chǎng)時(shí)，無論時(shí)間如何()，系統(tǒng)的哈磨粉機(jī)頓算子具有時(shí)間位移不變性。與空間移動(dòng)討論相似。 時(shí)間移動(dòng)運(yùn)算符？ 什么？t？ 波函數(shù)的作用是將系統(tǒng)從狀態(tài)變?yōu)闀r(shí)間過渡態(tài)同樣，在t的區(qū)域中將(27 )式的右端展開為泰勒級(jí)數(shù)四、結(jié)語以上討論表明，三個(gè)守恒定律都是由于系統(tǒng)的時(shí)空對(duì)稱性，這說明物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與時(shí)間空間的對(duì)稱性密切相關(guān)，而且，這些個(gè)三個(gè)守恒定律的建立，是后來為識(shí)別普遍運(yùn)動(dòng)規(guī)律提

8、供了線索和啟示， 加上對(duì)稱性和守恒定律的認(rèn)識(shí)或雷格林朱或哈磨粉機(jī)頓的變換不變性對(duì)守恒定律和大的測(cè)量，這一結(jié)論在我們的物理研究中具有極其重要的意義，特別是在粒子物理學(xué)和物理學(xué)中，重子數(shù)守恒、輕子數(shù)守恒和同旋守恒等固有殘奧參數(shù)的守恒在我們的研究中起著重要的作用_ _1本書.附加相互作用的規(guī)范理論、科學(xué)出版社、xx。2張瑞明、鐘志成.應(yīng)用群倫導(dǎo)航.華中理工高等院校出版社，xx。物理學(xué)中的群倫基礎(chǔ).科學(xué)出版社，1982。w .區(qū)萊納，b .繆勒.量子力學(xué)：對(duì)稱性.北京牌高等院校出版社，xx5祖榮核物理中的群論方法.核電源出版社，1993年卓崇培，劉文杰.時(shí)空對(duì)稱性和守恒定律.人民出版社，1982曾經(jīng)說過，錢伯初.量子力學(xué)主