• 

  1 слайд

  Симметрия в физике
  Всякое человеческое познание
  начинается с созерцаний,
  переходит к понятиям
  и заканчивает идеями.
  (И.Кант)
  

• 

  2 слайд

  Проблемный вопрос
  Что значит симметрия для физики?
  

• 

  3 слайд

  Гипотеза
  Принцип симметрии лежит в основе многих современных физических теорий
  

• 

  4 слайд

  Цель исследования
  Доказать значение симметрии при открытии физических законов
  

• 

  5 слайд

  Задачи
  Выявить роль симметрии в физике
  Показать возможности использования понятия «симметрии» при открытии физических законов
  

• 

  6 слайд

  План исследования
  Изучить теоретический материал по данной теме
  Симметрия пространства и времени
  Зеркальная симметрия
  Симметрия физических явлений
  

• 

  7 слайд

  Ход исследования
  У физики своя форма приложения общего научного метода, свои принципы познания. Они позволяют увидеть странный мир симметрий, начинающийся с простейшей геометрической правильности и простирающийся до свойств элементарных частиц. Принципы симметрии лежат в основе самых сложных, самых современных физических теорий, более того – в основе законов природы. Главное направление современной физики – поиск симметрий и единства законов природы.
  

• 

  8 слайд

  Симметрия пространства и времени
  Геометрический объект или физическое явление считаются симметричными, если с ними можно сделать что-то такое, после чего они останутся неизменными. Например, пятиконечная звезда, будучи повернута на 72° (360° : 5), займет первоначальное положение, а ваш будильник одинаково звенит в любом углу комнаты. Первый пример дает понятие об одном из видов геометрической симметрии — поворотной, а второй иллюстрирует важную физическую симметрию — однородность и изотропность (равнозначность всех направлений) пространства. Благодаря последней симметрии все физические приборы (в том числе и будильник) одинаково работают в разных точках пространства, если, конечно, не изменяются окружающие физические условия. Легко вообразить, какая бы царила на Земле неразбериха, если бы эта симметрия была нарушена!
  

• 

  9 слайд

  Однородно не только пространство, но и время. Все физические явления идут одинаково, когда бы они не начались – минуту или миллиард лет назад. Свет далеких звезд идет до нас миллиарды лет, но длины волн света, излучаемого атомами звезд, такие же как у земных атомов, электроны на далеких звездах движутся так же, как и на Земле. На этом примере с большой точностью установлено равномерность хода времени, и это означает, что во всякое время относительная скорость всех процессов в природе одинаково.
  Законы природы не изменяются и от замены времени на обратное; посмотрев назад по времени, мы увидим то же, что впереди.
  

• 

  10 слайд

  Симметрии, о которых мы рассказали формулируются так: все законы природы инвариантны относительно операции переноса в пространстве и времени и относительно поворотов в пространстве с очень большой точностью.
  

• 

  11 слайд

  Зеркальная симметрия
  Если мы закрутим волчок налево, он будет кружиться и двигаться так же, как закрученный направо, только фигуры движения правого волчка будут зеркальным отражением фигур левого. Чтобы проверить зеркальную симметрию, можно построить такую установку, в которой все детали и их расположения будут зеркально симметричны прежним. Если обе установки будут давать одинаковый результат, значит явление зеркально симметрично. Это требование соблюдается для зеркально ассиметричных молекул: если они образуются в равных условиях, число левых молекул равно числу правых.
  
  

• 

  12 слайд

  В истории физики был удивительных случай, когда открытие двух зеркальных форм вещества было сделано с помощью микробов! Основоположник современной микробиологии Луи Пастер предположил, что искусственная кислота состоит из двух зеркально-симметричных форм, одна поворачивает направление плотности поляризации направо, а другая – налево. В результате направление не меняется.
  

• 

  13 слайд

  Симметрия физических явлений
  Кроме симметрии пространства – времени существует еще множество других симметрий, управляющих физическими явлениями, определяющих свойства элементарных частиц и их взаимодействий. Мы увидим, что каждой симметрии обязательно соответствует свой закон сохранения, который выполняется с такой же точностью, как и сама симметрия.
  

• 

  14 слайд

  Когда в 30-х годах изучался радиоактивный распад, оказалось, что энергия вылетающих при распаде электронов меньше разности энергий ядер до и после распада. Физики предположили, что вместе с электронами вылетает нейтральная частица – нейтрино, унося излишек энергии. Существование нейтрино было затем доказано на опыте по его непосредственному действию на вещество. Энергия сохраняется с той же точностью, с какой соблюдается однородность времени.
  

• 

  15 слайд

  И так, каждой симметрии соответствует свой закон сохранения. И наоборот, когда какая-либо величина остается неизменной, значит существует симметрия, обеспечивающая сохранение этой величины. Неудивительно, что законы сохранения энергии, импульса, углового момента соблюдаются во всех явлениях природы, они есть следствие такого свойства нашего мира, как симметрия пространства и времени.
  

• 

  16 слайд

  Вывод
  В ходе исследования мы убедились, что принцип симметрии лежит в основе многих физических явлений и законов.
  Симметрия – в широком и узком смысле является той идеей, которой человек на протяжении веков пытался постичь и создать порядок во всех физических явлениях. Гипотеза подтверждена.
  

• 

  17 слайд

  Информационные источники
  В ходе этой работы мы использовали следующую литературу:
  Автор: Элиот Дж., Добер П. « Симметрия в физике» (том I)
  http://www.school.edu.ru/
  
  

Краткое описание материала