Проявление симметрии в различных формах материи
Другие рефераты
Государственный Университет Управления
Институт Информационных Систем Управления
Специальность Информационные системы в управлении
РЕФЕРАТ
На тему
ПРОЯВЛЕНИ СИММЕТРИИ В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ МАТЕРИИ
Выполнен студенткой
Студенческий билет
Группа
Дата выполнения работы
Руководитель
Оглавление
стр
I.Введение……………………………………………………………………. 3
II.Главная часть……………………………………………………………….3-32
2.1.Типы симметрии…………………………………………………….3-10
2.11.Пространственно-временные и внутренние
симметрии…….3-5
2.12.Одно- и двумерная симметрии………………………………..5-7
2.13.Континуумы,семиконтинуумы,дисконтинуумы……………..7-10
2.2.Кристаллы…………………………………………………………..10-19
2.21 История познания кристаллографической
симметрии………..10-14
2.22. Симметрия кристаллов………………………………………….14-19
2.3. Биосимметрия……………………………………………………….20-32
2.31. Структурная-молекулярная…………………………………….20-23
2.32. Структурная-морфологическая………………………………..23-27
2.33.Структурная-неоклассическая………………………………….27-29
2.34. Геометрическая и динамическая………………………………29-32
III.Заключение………………………………………………………………...32-33
IV.Список литературы………………………………………………………..34
В данном реферате рассмотрены основные типы симметрии:
пространственно-временные, внутренние, одно- и двумерные. Проявления
этих видов симметрии показаны на примере кристаллов. Также рассмотрена
биосимметрия, включающая в себя одно из важных проявлений симметрии –
симметрию молекул.
I.Введение
Симметрия – это такая особенность природы, про которую принято
говорить, что она охватывает все формы движения и организации
материи.Истоки понятия симметрии восходят к древним.Наиболее важным
открытием древних было осознание сходства и различия правого и левого.
Здесь природными образцами им служили собственное тело, а также тела
животных, птиц и рыб.
Вот что написал русский исследователь, ученый ломоносовского
склада, энциклопедист В.И. Вернадский в своей работе «Химическое
строение биосферы Земли и ее окружения»: «…чувство симметрии и реальное
стремление его выразить в быту и в жизни существовало в человечестве с
палеолита или даже с эолита, то есть с амых длительных периодов в
доистории человечества, который длился для палеолита около полмиллиона
лет, а для эолита – миллионы лет. Это чувство и связанная с ним работа,
еще резко и интенсивно меняясь, сказывались и в неолите 25 000 лет тому
назад».
Можно вспомнить также великолепные памятники архитектуры глубокой
древности, где пространственные закономерности проявляются особенно
ярко. Это храмы древнего Вавилона и пирамиды Гизы, дворец в Ашшуре.
Итак, с глубокой древности, начиная, по-видимому с неолита, человек
постепенно осознал и пытался выразить в художественных образах тот
факт, что в природе, кроме хаотического расположения одинаковых
предметов или их частей, существуют некоторые пространственные
закономерности. Они могут быть совсем простыми – последовательное
повторение одного предмета, более сложными – повороты или отражения в
зеркале. Для того, чтобы точно выразить эти закономерности, нужны были
специальные термины. По преданию, их придумал Пифагор Регийский.
Термином «симметрия», что в буквальном смысле значит
соразмерность (пропорциональность, однородность, гармония), Пифагор
Регийский обозначил пространственную закономерность в расположении
одинаковых частей фигуры или самих фигур. Симметрия может проявляться в
перемещениях, поворотах или отражениях в зеркале.
II
1. ТИПЫ СИММЕТРИИ
2.1.1Пространственно-временные и внутренние симметрии
Среди разных типов симметрии различают пространственно-
временные симметрии и внутренние симметрии.
А) Пространственно-временные симметрии являются наиболее
общими симметриями природы. Их можно разделить на симметрии, связанные
с непрерывными и дискретными преобразованиями.
К непрерывным преобразованиям относятся следующие.
Перенос(сдвиг) системы как целого в пространстве. Симметрия физических
законов относительно сдвигов в пространстве означает эквивалентность
всех точек пространства, то есть отсутствие в пространстве каких-либо
выделенных точек (однородность пространства).
Изменение начала отсчета времени (сдвиг во времени); симметрия
относительно этого преобразования означает эквивалентность всех
моментов времени (однородность времени), благодаря которой физические
законы не меняются со временем.
Поворот системы как целого в пространстве; симметрия физических законов
относительно этого преобразования означает эквивалентность всех
направлений в пространстве (изотропию пространства).
Переход к системе отсчета, движущейся относительно данной системы с
постоянной (по направлению и величине) скоростью. Симметрия
относительно этого преобразования означает, в частности,
эквивалентность всех инерциальных систем отсчета.
Симметрия относительно первых двух преобразований
приводит к законам сохранения импульса и энергии, а симметрия
относительно поворотов - к закону сохранения момента и равномерному
прямолинейному движению центра инерции физической системы (в
иенрциальной системе координат).
Среди дискретных пространственно-временных
симметрий различают СРТ-симметрию и зеркальную симметрию.
1) Из свойств пространства и основных положений
квантовой теории поля следует, что для любой частицы, обладающей каким-
либо зарядом, должна существовать симметричная ей
античастица(обладающая той же массой, временем жизни и спином, но с
противоположным значением заряда)), а также необходимость определенной
симметрии между движениями частиц и античастиц. Основной для указанной
симметрии является то, что одновременное отражение всех
пространственных осей (Р) и временной оси (Т)(то есть переход к
зеркальной системе пространственных координат и отсчет времени в
обратном напрвлении) формально сводится к реальному повороту. Поютому
теория, удовлетворяющая требованиям релятивистской инвариантности
должна быть инвариантна и относительно так называемого слабого
отражения(РТ)
Поскольку при слабом отражении энергия и импульс
частиц меняются на противоположные значения, инвариантность теории
относительно слабого отражения, казалось бы, приводит к существованию
физически недопустимых состояний с отрицательными энергиями. В
квантовой теории поля это можно устранить, истолковав движение частиц с
отрицательными энергиями как обращенное по времени, зеркально
симметричное движение частиц с положительной энергией, но с
противоположным значением заряда. Таким образом, необходимость
существования античастиц следует из требования релятивистской
инвариантности и положительности энергии. Законы природы оказываются,
следовательно, симметричными относительно так называемого сильного
отражения (СРТ) и зарядового сопряжения (то есть перехода от частиц к
античастицам). Это утверждение составляет содержание теоремы СРТ,
согласно которой для любого движения частиц может осуществляться в
природе симметричное ему движение античастиц.
2)Зеркальная симметрия осуществляется в процессах, вызываемых
сильными и электро-магнитными взаимодействиями, а также в системах,
связанных с помощью этих взаимодействий (атомах,атомных
ядрах,молекулах,кристаллах и т.д.). Наличие зеркальной симметрии
означает, что для любого процесса, обусловленного сильным или электро-
магнитным взаимодействием, с равной вероятностью могут осуществляться
два зеркально-симметричных перехода. Это обуславливает, например,
симметричность относительно плоскости, перпендикулярной спину,
| |  скачать работу |
Другие рефераты
|
