物理学中的对称性
物理学中的对称性与守恒定律
物理学中的对称性与守恒定律对称性和守恒定律是物理学中的基本概念，它们在理解和解释自然界中各种物理现象和规律中起着重要作用。
本文将探讨物理学中的对称性和守恒定律，并探讨它们之间的密切关系。
一、对称性在物理学中的意义对称性是物理学中的重要概念，它描述了物理系统在某些变换下保持不变的性质。
在物理学中，对称性可以分为时空对称性和内禀对称性两种。
1. 时空对称性时空对称性是指物理系统在时空变换下保持不变。
在相对论物理学中，洛伦兹变换是描述时空变换的数学工具。
根据洛伦兹变换的不同类型，物理系统可以表现出平移对称性、旋转对称性和洛伦兹对称性等。
平移对称性是指物理系统在空间位置上的平移不会改变其物理性质。
例如，一个均匀介质中的物理规律在空间中的任何位置都是相同的。
旋转对称性是指物理系统在空间方向的旋转下保持不变。
例如，地球的自转周期不会影响物理规律的成立。
洛伦兹对称性是指物理系统在洛伦兹变换下保持不变，包括时间和空间的坐标变换。
相对论物理学中的基本原理就是洛伦兹对称性。
2. 内禀对称性内禀对称性是指物理系统在内部变换下保持不变。
在粒子物理学中，内禀对称性描述了粒子的基本性质。
例如，电荷共轭对称性指粒子与其反粒子具有相同的物理性质。
对称性在物理学中具有广泛的应用。
它不仅可以用于解释物理定律的成因，还可以帮助物理学家发现新的规律和预测新的物理现象。
二、守恒定律与对称性的关系守恒定律是物理学中的基本定律，描述了物理系统在某些变换下某个物理量保持不变的规律。
守恒定律与对称性之间存在着密切的关系。
以能量守恒定律为例，它描述了物理系统的能量在各种变换下保持不变。
能量守恒定律与时间平移对称性密切相关，即物理规律在时间上的平移不变性保证了能量守恒。
动量守恒定律是另一个重要的守恒定律，它描述了物理系统的总动量在某些变换下保持不变。
动量守恒定律与空间平移对称性密切相关，即物理规律在空间上的平移不变性保证了动量守恒。
角动量守恒定律和电荷守恒定律等也与对称性有着密切的联系。
浅谈“对称性”在高中物理力学问题中的应用
浅谈“对称性”在高中物理力学问题中的应用在物理学中，“对称性”是一个非常重要的概念，它在解决各种力学问题中起着至关重要的作用。
对称性在高中物理课程中占据着重要的地位，它不仅是基础知识的一部分，也是解决问题的关键。
本文将浅谈“对称性”在高中物理力学问题中的应用，通过一些具体的例子，帮助学生更好地理解和应用这一重要概念。
在物理学中，对称性主要包括平移对称、旋转对称和镜像对称。
平移对称是指当系统的性质不随空间的平移而变化时，就说系统具有平移对称性。
旋转对称是指当系统的性质不随空间的旋转而变化时，就说系统具有旋转对称性。
镜像对称是指当系统的性质不随镜像翻转而变化时，就说系统具有镜像对称性。
这些对称性不仅可以用来描述物体的形状，也可以用来研究力学问题中的平衡、稳定等性质。
在力学问题中，对称性的应用是非常多样的。
以平衡问题为例，平衡是一个非常基础且重要的问题，而对称性可以帮助我们简化平衡问题的分析和求解。
在斜面上放置一个物体，斜面具有对称性，它不随平移而变化，因此我们可以利用对称性来简化受力分析，找出物体达到平衡时的条件。
另外一个重要的力学问题是旋转问题。
对称性在旋转问题中同样具有重要作用。
一个实心圆盘绕自身的对称轴旋转，由于盘的形状具有旋转对称性，因此我们可以利用这一对称性来简化刚体的转动惯量、角动量等问题的求解。
对称性还可以帮助我们发现一些物理定律和物理规律。
在牛顿第一、第二定律中，物体的平动和转动方程都是具有对称性的，它们不随时间、空间的平移和旋转而变化。
这些对称性不仅帮助我们理解和推导这些定律，也帮助我们更好地应用这些定律来解决实际问题。
对称性在高中物理力学问题中的应用是非常广泛的。
在解决力学问题时，我们可以通过识别系统的对称性，简化受力分析，找出物体达到平衡的条件，求解刚体的转动惯量和角动量等问题。
对称性也帮助我们理解和推导一些物理定律和规律，是我们更好地掌握力学知识和解决实际问题的重要工具。
通过对对称性的应用，可以帮助学生更好地理解力学问题，提高解题能力。
物理学中的对称性原理
物理学中的对称性原理物理学是研究物质、能量和它们之间相互作用的学科，而对称性原理则是物理学中最为基本的一条规律。
对称性原理指出，在自然界中，许多物理现象都与对称性相关，基本上可以归纳为几种对称性：空间对称性、时间对称性、粒子对称性等。
本文将介绍这些对称性及其在物理学中的应用。
空间对称性空间对称性是指三维空间中的物理过程在经过旋转、平移、镜面反射等操作后，物理定律依旧保持不变。
以旋转对称性为例，自然界中的物理过程在经过旋转操作后，不论几度旋转，物理规律都保持不变。
例如，一个自转着的天体，无论自转轴怎样旋转，自转速度都保持不变。
旋转对称性也是描述物体角动量守恒的重要原理之一。
时间对称性时间对称性是指自然界中的物理过程在经过时间反演操作后，物理定律仍然保持不变。
这个原理在物理学中有重要的应用，例如，在实验室中进行的物理实验与在天文观测中观测到的物理现象，经过时间反演操作后，物理规律都保持不变。
另外，时间对称性也是研究物理过程的稳定性和不稳定性的基础。
粒子对称性粒子对称性是指自然界中的基本粒子都具有某种对称性。
例如，电子和正电子的基本物理量完全相同，但它们的电量和质量互为相反数，这种对称性称为电荷共轭对称性。
这个原理也可以解释为物理定律关于粒子和它们的反粒子具有相同的对称性。
粒子对称性在研究基本粒子物理学中有重要的应用，例如，粒子对称性异常破缺现象可以解释基本粒子间的相互作用。
对称性原理的应用对称性原理在物理学中的应用非常广泛。
例如，它可以解释光子不具有电荷和磁荷的原因，以及在标准模型中解释基本粒子种类的数量和它们之间的相互作用。
在物理学中，对称性原理往往是推导新理论的重要起点，新理论应该符合对称性原理，从而向实验和观测提出了新的挑战和测试。
除此之外，对称性原理还在宇宙学和天体物理学中应用广泛。
它可以帮助人们理解宇宙的演化历史，解释黑洞中的物理现象，以及探究暗物质的性质。
结语对称性原理是物理学的基本规律之一，它描述了自然现象中的对称性和不对称性。
浅谈物理学中的对称性
浅谈物理学中的对称性摘要:本文通过对物理学中对称性的探讨得出一些隐含条件，使复杂问题简单化，并推出对称性与守恒量之间的一些关系。
对称性普遍存在于自然界中，对称现象是物质世界某种本质和内在规律的体现。
物理学以研究物质世界规律为对象，研究物理学中的对称性对于探索物质世界有着十分重要的意义，本文从三个方面对物理学中的对称性进行讨论：(1) 空间对称性(2) 时间对称性(3 对称性与守恒律之间的对应关系。
最后，对对称性在物理世界中的一些问题做简要论述。
1:空间对称性在物理学中存在着很多空间对称，如单摆的左右对称，正多边体的转动对称，球体的中心对称，一些物理规律的空间平移对称等。
下面分别给予简单介绍：a：左右对称性首先我们给出左右对称操作的定义：“设x轴垂直于镜面，原点就在镜面上，将一半图形的坐标值x变成-x，就得到了另一半图形。
这x坐标的变号就叫做左右对称操作。
”由于它与人们照镜子这一反射后成虚像的现象相同，所以又叫镜像对称操作，或空间反射操作。
最直观的例子就是人体对称结构中的所有左右部分，可以经过平面镜成像左右对称操作而互换；另外还有等腰三角形、等要梯形、平时见到的很多建筑等都是左右对称的。
那么能不能把左右操作定义扩展一下，使的运用它能解决一些复杂的物理问题呢？很显然是可以的，只要把其中的‘图形的坐标值x（-x）’和‘另一半图形’分别换成‘物理现象’和‘另一半物理现象’就可以了。
这样在处理一些物理问题时考虑一下左右对称，常常会使得我们可以不必精确地去求解就可以获得一些知识，使问题得以简化，甚至使得某些颇难解的问题迎刃而解。
举个比较简单的例子，如一个无阻力的单摆运动，其左右是对称的，不必求解就可以知道，向左边摆动的高度与右边摆边的高度一定是相等的，从中间平衡位置向左摆到最高点的时间一定等于从中间平衡位置向右摆到最高点的时间，平衡位置两边等当位置斯处摆球的速度和加速度的大小必定是相等的等一些条件；又如光的反射，其中光的入射线和反射线关于法线左右对称，这样我们就很容易得出入射角等于反射角，等等。
物理学中的对称性之美
物理学中的对称性之美对称性在物理学中扮演着重要的角色，它不仅仅是美的体现，更是理解和预测自然现象的关键。
无论是微观的粒子运动还是宏观的宇宙结构，对称性都存在于各个层面。
本文将介绍物理学中的对称性，并探讨它们带来的美妙效果。
1. 积分对称性在物理学中，积分对称性是最基本的对称性之一。
它体现了自然界的各种规律都遵循能量、动量和角动量守恒的原则。
例如，牛顿第一定律中描述了当外力为零时，物体将保持匀速直线运动，这就是动量守恒的体现。
而在宇宙中，各种广义相对论的方程式中都包含了守恒方程，确保其宇宙学的演化。
2. 空间对称性空间对称性是指物理系统在空间变换下保持不变的性质。
例如，反射对称性是一种最基本的空间对称性，它意味着物理方程在镜像变换之后仍然成立。
在人类观察的世界中，反射对称性在很多现象中都发挥了重要作用。
例如，我们的身体左右对称，也就是说，左手和右手的结构是相似的，这是由于生物体在进化过程中遵循了反射对称性的原则。
3. 时间对称性时间对称性是指物理系统在时间变换下保持不变的性质。
然而，与空间对称性相比，时间对称性在物理学中并不严格成立。
在我们所熟悉的宏观世界中，时间是单向流动的，不可逆的。
然而，在微观粒子和基本物理过程中，时间对称性却得到了充分地体现。
例如，一粒子在时间的反演下将成为逆粒子，物理过程的行为也将颠倒。
这种时间反演对称性在基本粒子物理学中有着深远的影响。
4. 观测者对称性观测者对称性是指物理学中的基本规律在不同的参考系中保持不变。
根据相对论理论，物理规律应该对任何惯性参考系都是一致的。
例如，在测量物体的速度时，不同的观测者可能会得到不同的数值，但是根据洛伦兹变换，这些不同观测结果都是等价的。
观测者对称性的存在使得物理学可以建立普适的定律，不受特定参考系的限制。
5. 对偶对称性对偶对称性是指两个物理理论或描述之间的等价性。
在物理学中，我们经常遇到能够描述同一现象的不同理论或模型。
这些理论之间的等价性就是由对偶对称性体现的。
物理学中的对称性与对偶性
物理学中的对称性与对偶性自古以来，人类一直致力于探索世界的奥秘，其中物理学的研究一直是重要的一环。
对称性与对偶性是物理学研究中的两个重要的概念，本文将详细探讨这两个概念在物理学中的应用和意义。
一、对称性在物理学中，对称性是指系统在某些变换下保持不变的性质。
这些变换包括平移、旋转、镜像等。
根据不同的变换性质，可以分为离散对称性和连续对称性两类。
离散对称性指的是系统在一些不连续的变换下保持不变的性质，如镜像、旋转180度等。
连续对称性则指的是系统在一些连续的变换下保持不变的性质，如连续的旋转、平移等。
对称性的研究在物理学中起着极其重要的作用，首先是由于对称性是许多物理定律和理论中的基本原理。
以牛顿第二定律为例，它表明物体在受力作用下会产生加速度，而这个加速度方向可以表示为受力方向的简单函数。
这个定律中的对称性表现为，在空间中任意变换下，加速度的方向始终保持不变。
当然，这个对称性是建立在空间是均匀各向同性的基础上的。
另外，在现代物理学中，对称性的地位更加重要。
狭义相对论和量子力学的发展引入了更加深奥的对称性理论，如洛伦兹不变性、规范对称性等，这些对称性不仅影响到了我们对物理现象的理解，也引领了物理学进一步的发展。
二、对偶性对偶性也是物理学中的一个重要概念。
在物理学中，对偶性指的是将物理变量或物理系统中的某些性质进行对称调换所得到的新的物理模型。
换句话说就是，如果我们对某个物理模型进行一定的互换或对称操作，那么我们可以得到一个全新的、具有不同物理特征的模型。
对偶性既有学科内部的，也有学科间的。
在高能物理学中，对偶性起着重要作用，如AdS/CFT对偶。
它将弦论和量子场论这两个看似不同的物理理论建立起了连接，实现了两个看似不同的物理事实上是相互联系的。
这个对偶性同时也连接了强子物理和引力物理。
此外，在天体物理学中，也存在重大的对偶性。
例如，天体物理学家发现，黑洞和宇宙都具有类似的属性，这给了人们极大的灵感。
物理学中的对称性原理
物理学中的对称性原理在物理学中，对称性原理是一项非常重要的基础理论，它在描述自然界中各种物理现象和规律时起着至关重要的作用。
对称性原理是指在物理学中，系统的性质在某种变换下保持不变的性质。
这种不变性可以帮助我们理解和预测自然界中发生的各种现象，从微观粒子到宏观宇宙，对称性原理都贯穿其中。
一、空间对称性空间对称性是指系统在空间平移、旋转或镜像变换下保持不变的性质。
在物理学中，空间对称性是非常重要的，因为它可以帮助我们理解空间中的各种物理规律。
例如，牛顿定律在空间平移下是不变的，这意味着物体的运动不受空间位置的影响。
另外，电磁场的麦克斯韦方程组也具有空间对称性，这表明电磁场的性质在空间变换下保持不变。
二、时间对称性时间对称性是指系统在时间平移下保持不变的性质。
在经典力学中，牛顿定律具有时间对称性，这意味着物体的运动不受时间的影响。
另外，热力学第二定律也具有时间对称性，这表明热力学系统在时间变换下保持不变。
三、粒子对称性粒子对称性是指系统在粒子变换下保持不变的性质。
在粒子物理学中，粒子对称性是非常重要的，因为它可以帮助我们理解粒子之间的相互作用。
例如，电荷守恒定律表明系统在电荷变换下保持不变，这意味着电荷是守恒的。
另外，弱相互作用的手性对称性也是粒子对称性的一个重要例子。
四、规范对称性规范对称性是指系统在规范变换下保持不变的性质。
在现代物理学中，规范对称性是描述基本相互作用的重要工具。
例如，电磁相互作用和强相互作用都可以通过规范对称性来描述。
规范对称性的破缺可以导致粒子获得质量，从而形成物质的结构。
五、对称性破缺在物理学中，对称性破缺是指系统在某些条件下失去对称性的现象。
对称性破缺可以导致一些新的物理现象的出现，例如超导现象和弱相互作用的手性破缺。
对称性破缺也是现代物理学中一个重要的研究课题，它可以帮助我们理解自然界中复杂的现象和规律。
总结起来，对称性原理在物理学中扮演着非常重要的角色，它帮助我们理解自然界中的各种现象和规律。
物理学中的对称性原理与应用
物理学中的对称性原理与应用引言：在物理学中，对称性原理是一项重要的基本原理，它在多个领域中发挥着重要作用。
本文将探讨对称性原理在物理学中的应用和重要性。
一、对称性原理的基本概念对称性原理是指物理系统在某种变换下保持性质不变的基本原理。
在物理学中存在许多不同类型的对称性，包括空间对称性、时间对称性、粒子对称性等。
这些对称性原理是物理学研究中的重要工具，用于解释观测数据和构建理论模型。
二、空间对称性及其应用1. 轴对称性轴对称性是指物体在某个轴线上的性质保持不变。
在理论物理中，轴对称性在麦克斯韦方程、量子力学和粒子物理学中都有重要应用。
例如，轴对称性被用于解释分子中的电子云密度分布，为化学反应提供理论依据。
2. 镜面对称性镜面对称性是指物体在镜面对称变换下保持性质不变。
镜面对称性在光学中有重要应用，用于描述镜面反射、透射和折射等现象。
此外，在高能物理中，镜面对称性也用于描述粒子的反对称性。
三、时间对称性及其应用1. 时间反演对称性时间反演对称性是指物理系统在时间反演变换下保持性质不变。
这一原理在统计物理中扮演着重要角色，用于解释系统热力学性质和传导过程。
例如，在热力学中，时间反演对称性可用于推导出热平衡态下的熵增原理。
2. 粒子-反粒子对称性粒子-反粒子对称性是指粒子和反粒子在物理性质上具有相同的对称性。
这一对称性在粒子物理学中有广泛应用，特别是在反物质研究中。
例如，正电子是电子的反粒子，它们在物理性质上具有相同的对称性。
四、粒子对称性及其应用1. 电荷守恒和电荷共轭对称性电荷守恒和电荷共轭对称性是指物理过程中总电荷量守恒和粒子与反粒子之间的对称性。
这些对称性在粒子物理学中有广泛应用，例如，它们被用于解释弱相互作用中的荷和流的变换。
2. 弱相互作用和CP对称性弱相互作用和CP对称性是指物理系统在弱相互作用和同时时间反演、空间反演以及粒子反粒子转换下的对称性。
这些对称性在粒子物理学中的重要性不言而喻，例如，它们解释了中微子振荡现象，揭示了物理学中的重要谜题。
物理学中的对称性与粒子物理学进展
物理学中的对称性与粒子物理学进展在物理学中，对称性是一个关键的概念。
简单来讲，对称性是指在各种变换下物理系统保持不变的性质。
这些变换包括空间变换、时间变换、洛仑兹变换等。
对称性是研究物理系统的重要工具，它能够描述物理定律和物理现象。
本文将介绍对称性在物理学中的应用，以及对称性与粒子物理学进展之间的关系。
对称性在物理学中的应用对称性在物理学中的应用非常广泛。
下面我们将看几个例子。
1.空间对称性空间对称性是指在空间变换下，物理系统保持不变。
例如，一个球体在三度空间中的旋转，不会改变球体的形状和大小。
同样，物理系统在向某个方向移动时，也不会发生变化。
这种对称性常被应用在宏观物理中，如流体力学和天文学中。
2. 时间对称性时间对称性是指在时间变换下，物理系统保持不变。
例如，一个物体在未来和过去具有相同的运动规律，这种对称性被称为时间反演对称性。
时间对称性也常被应用在物理领域中，如电动力学和相对论中。
3. 束缚态对称性束缚态对称性是指在某些量子力学系统中，波函数的变化不会影响量子态。
这种对称性被应用于化学、凝聚态物理和原子物理等领域。
例如，当两个电子处于同一原子的不同态中时，它们的波函数是不同的，但它们的量子态是相同的。
对称性与粒子物理学进展对称性在粒子物理学中起着至关重要的作用。
在20世纪初期，人们开始研究射线与物质的相互作用，以探索物质的本质。
这些实验开始发现了不同种类的基本粒子。
1970年代，研究人员意识到，这些基本粒子之间有着奇怪的对称性。
一个例子是量子色动力学（QCD），这是研究强相互作用的基本理论。
在QCD中，强相互作用有着特殊的对称性，这种对称性被称为色对称性。
根据这种对称性，强子都有一个称为色荷的性质。
颜色参与强相互作用，而电磁力则没有颜色荷，因此不涉及强作用。
对称性还预测了物理界中的一些新粒子。
例如，大型强子对撞机（LHC）在2012年发现了一种名为希格斯玻色子（Higgs boson）的粒子，它是标准模型中唯一未被发现的基本粒子。
初中物理对称性知识点归纳总结
初中物理对称性知识点归纳总结物理学是一门研究自然界基本规律的学科，对称性是物理学中一个重要的概念。
在初中物理学习过程中，了解并掌握对称性知识，可以帮助我们更好地理解物理现象和解决问题。
本文将对初中物理中的对称性知识点进行归纳总结。
一、平面对称1. 平面对称是指一个物体可以沿着某个平面镜像对称。
常见的例子有正方形、圆形等几何图形，它们可以分别于x轴、y轴或原点镜像。
2. 平面对称的性质：①与平面对称的物体的每一个点都有它的关于对称轴上的对称点；②平面对称的物体任意两点间的距离与它们的对称点的距离相等。
3. 应用举例：利用平面对称可以简化物体的处理，如在图像处理中，通过镜像对称可以减少计算量，提高处理效率。
二、轴对称1. 轴对称是指一个物体可以沿着某个轴线对称。
常见的例子有圆柱体、正方体等立体图形。
2. 轴对称的性质：①与轴对称的物体的每一个点都有它的关于轴线上的对称点；②轴对称的物体上的任意两点间的距离与它们对称点的距离相等。
3. 应用举例：车轮、电风扇等具有轴对称性的物体在旋转时可以减小风阻，提高运动效率。
三、时间对称1. 时间对称是指自然现象在时间上具有对称性。
例如，物体向上抛出后下落的过程与下落后的回弹过程在时间上是对称的。
2. 时间对称的性质：①自然现象在向前和向后发生时，物理规律保持不变；②时间对称在很多物理过程的研究中具有重要意义。
3. 应用举例：电流的正方向可以根据时间的正反推测，利用时间对称的原理可以推导出电路的运算法则。
四、空间对称1. 空间对称是指物理环境在空间上具有对称性。
例如，物体旋转、平移等运动具有空间对称性。
2. 空间对称的性质：①自然环境在空间位置发生变化时，物理规律保持不变；②利用空间对称可以简化物理问题的处理。
3. 应用举例：物体的长度、质量分布等具有空间对称性时，可以利用对称性简化计算，提高解题效率。
以上是初中物理中常见的对称性知识点的归纳总结。
通过掌握对称性的基本原理和性质，我们可以更好地理解和分析物理现象，并运用对称性来解决问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录摘要 (1)Abstract (1)1 引言 (1)2 对称性 (1)2.1镜像对称 (2)2.2 转动对称 (2)2.3平移对称 (2)2.4置换对称性 (2)3 物理定律的对称性 (3)3.1物理定律的空间平移对称性 (3)3.2物理定律的转动对称性 (3)3.3物理定律对时间的平移对称性 (3)3.4物理定律对于匀速直线运动的对称性 (3)4 对称性与物理定律的关系 (3)5 对称性在物理学中的应用 (4)6结论 (5)参考文献 (5)物理学中的对称性摘要：从自然界中的对称性开始，讲解了物理学中转动对对称性开始称，平移对称，置换对称；还讲解了物理定律中的空间平移对称性，转动对称性，时间平移对称性，匀速直线运动的对称性；进而说明了物理定律与对称性的关系和对称性在物理学中的应用，以及对称性导致物理问题发生和解决。
关键词：对称性；物理定律；守恒Discuss the Symmetry Secondary PhysicsAbstract:From the nature of the symmetry of the begining, explain the physics rotation on symmetry started to call, translational symmetry, permutation symmetry; also explained the laws of physics in the spatial translational symmetry, rotational symmetry, time translation symmetry, the symmetry uniform motion in a straight line; then describes the physical laws and symmetry and symmetry in the application of Physics, as well as symmetry leads to physical problems and solutions.Key words:symmetrical; the laws of physicsl; conservation1引言对称性是自然界最普遍、最重要的特性[1]。
近代科学表明，自然界的所有重要的规律均与某种对称性有关，甚至所有自然界中的相互作用，都具有某种特殊的对称性——所谓“规范对称性”。
实际上，对称性的研究日趋深入，已越来越广泛的应用到物理学的各个分支：量子论、高能物理、相对论、原子分子物理、晶体物理、原子核物理，以及化学（分子轨道理论、配位场理论等）、生物和工程技术。
2对称性什么是对称性？对称性首先来源于生活，对称式自然界中十分普片的现象，从总星系到星系团，从银河系到太阳系，地球，从原生物到各种动植物，都具有不同程度的对称性[2]。
对称这一古老而又新颖的概念，最初来源于生活，但在物理学中，对称性的普片的严格的定义是由德国数学家魏尔1951年给出的：对一个事物进行一次变动或者操作，如果经此操作后。
该事物完全复原，则称该事物是对称的，该操作是对称操作。
2.1镜像对称即通常所说的“左右对称”或者说是“宇称”。
它的特点是把各图形种的中心线设想为一个垂直于图面的平面镜与图面的交线，则各图的每一半都分别是另一半在平面镜的像，这就是“镜像对称”。
2.2 转动对称如果一个图形绕某一固定轴转动一个角度（转动操作），它又和原来一模一样的话，这种对称叫“转动对称”或者“轴对称”。
轴对称有级次之别，比如若图形A绕中心线转动180度可恢复原状，而图形B绕垂直于纸面的中心轴线转动60°就可恢复原状，我们就说后者比前者的对称性级次高，又如图形绕其中心竖直轴转动几乎任意一个角度时都与原状一样，则它具有更高的转动对称性[3]。
如果一个形体对通过某一定点的任意轴都具有转动对称性，则该形体具有“球对称性”，而那个定点就是对称中心，具有球对称性的形体，从对称中心出发，各个方向都是一致的，这叫做“各同向性”。
2.3平移对称假使一个形体发生一平移后它也和原来一模一样的话，该形体就具有“平移对称性”，平移对称性也有高低之分，比如一条无穷长直线对沿自身任意大小的平移都是对称的，一个无穷大平面对沿面内的任意平移也都是对称的，但晶体（如食盐）只对沿确定的方向（如沿一列离子的方向）而且一次平移的步长具有确定值，我们说前两者的平移对称性比第三者级次高[4]。
2.4置换对称性世界上没有据对雷同的宏观物体，但同类的微观粒子却是全同的。
哲学家莱布尼兹早就给出了全同性的定义：如果无法确认两个物体之间的差别，他们就是全同的。
它意味着，在许多东西中若交换两个全同物体的位置，其物理状态是保持不变的。
在经典物理学中，全同物体的这种置换对称性，没有刻观测的效应，但是，随着量子理论的建立，不可分辨的全同性获得了非凡的重要意义，它蕴含着一种新的力的存在，这就是“交换力”，如归没有这种交换力，就不会有我们现在所了解的化学，所有分子都不可能存在，从而我们自己也不存在了。
我们初步了解了物理学中的一些对称现象，就为我们进一步的研究打下了良好的基础，下面我们就来探讨一个更进一步的问题。
3物理定律的对称性先了解一下物理定律的对称性，物理定律的对称性是指经过一定的操作后，物理定律的形式保持不变，因此物理定律的对称性又叫做“不变性”。
物理定律的对称性一般可分为两种：一种是关于时间，空间的对称性，如时间平移，空间平移，空间转动等的时空对称;l另一种是关于参照变量的对称性，如伽利略变换，洛伦兹变换等下的对称性[5]。
3.1物理定律的空间平移对称性设想在空间某处做一个物理实验，然后将该套实验连同影响实验的一切外部因素平移到另一处，如果给予同样的起始条件，实验将会以完全相同的方式进行，这说明物理定律没有因平移而发生变化，表明空间各处对物理定律都是一样的，这又叫做空间的均匀性[6]。
3.2物理定律的转动对称性设想在空间某处做一个物理实验，然后将该套实验连同影响实验的一切外部因素平移到另一处，如果给予同样的起始条件，实验将会以完全相同的方式进行，这说明物理定律没有因转动而发生变化，这就是物理定律的转动对称性，由于它对空间的各个方向都是一样的，所以又叫空间的各向同性。
3.3物理定律对时间的平移对称性如果用一套仪器做实验，该实验进行的方式或者是秩序是和开始的时刻无关，无论在什么时候做实验，得到完全一样的结果，这个事实表明了物理定律的时间平移对称性[7]。
3.4物理定律对于匀速直线运动的对称性如果我们先在一个静止的车厢内做物理实验，然后使此车厢做匀速直线运动，这时将发现物理实验和车厢静止时完全一样的发生，这说明物理定律不受匀速直线运动的影响（更具体的说，这种对称性使指物理定律在洛伦兹变换下保持不变）。
4物理定律与对称性的关系经物理学家们的长期研究，认识到守恒定律与对称性之间有着密切的关系：一条守恒定律在自然界中存在相应一种对称性的表现[8]。
1916年德国数学家研究守恒定律与对称性之间的关系得出著名的定理：如果一个体系的作用量存在某种对称性，即在某种变换下作用量具有不变形=性，则该体系必然存在一条相应的守恒定律[9]。
如关于时间平移的对称性导致能量守恒定律，关于空间平移的对称性导致了动量守恒定律等。
对称性导致物理问题的发生和解决，物理学中，当积累的经验材料尚未从理论上加以领悟，只是把它归有现有理论范围中或尝试建立新的理论时这时可以找到某些对称性规律，进而发现其中的问题，这时我们把对称性作为基础，解释其在经验材料中的存在，并且这样活着那样的调整经验材料，使新的对称性规律在新的实验中找到自己的证明。
例如，开普勒在分析布拉格的天文观察结果时，发现了行星运动的三条规律具有对称性，而事实上，开普勒第二定律可以表述为星星的扇形速度守恒定律，第一定律假定了椭圆轨道，太阳处于椭圆轨道的一个焦点上，第三定律也是一种特殊的守恒定律，而开普勒的规律性既不能哥白尼图示中，更不能纳入亚里士多德宇宙观图示中，也不能纳入伽利略，笛卡尔等的经典物理学图示中。
为此，牛顿的《自然科学中的数学原理》时对此情况的克服，从而充分揭示了在一定条件下的“开普勒对称性”。
总之，物理学中许多重大问题的解决与克服完全的或者部分的，明显的或隐蔽的同某些基本对称性的破坏与恢复有关，可以说现代物理学中的不少重大问题的突破，都直接的或者间接的与对称性或者对称性破缺有关。
５对称性在物理学中的应用对称性思想在物理学中指导理论的构建，对原理的解释，证明，分析，预言，和问题的解决等方面有着广泛的应用。
例如，在电磁学中，对于大量具有对称性的带电体物理问题，如考察均匀带电球面的电场方向，载流原线圈的磁场方向，可根据对称性思想：对称性的“原因”至少要在对称性的“结果”中体现，由此可定性的讨论电场，磁场的分布及方向[10]。
又如，德布罗意根据对称性思想，把光的波粒二象性推广到实物粒子后，提出了物质波的概念，并由实验证明了它的正确性，爱因斯坦者正是应用了对称性思想，把牛顿运动定律关于伽利略变换的不变性推广到物理定律关于一切惯性系中具有洛伦兹变换的不变性创立了狭义相对论，物理定律关于一切参考系应用广义写变形原理具有不变性创立了广义相对论，从而把物质理论的对称性，提高到一个崭新的阶段，正电子的预言和发展，使人们第一次认识到微观粒子存在反粒子，揭示了大自然的一种基本对称（正与反的对称性），物理学剑门正是利用这种正反对成性，最终得到了自然界中各种基本粒子都有反粒子存在的普遍理论[13]。
现代科学的每一次重大进展，对称性都起到了重要作用。
6结论对称性在物理学中起着重要的作用，因此，研究物理规律的对称性十分重要。
这是因为：探索未知的物理规律时可以以普通的对称性作为引导；物理规律的每一种对称性通常都对应一种守恒定律。
思考一下：万有引力已被我们熟知，那有没有万有斥力呢？如果没有，那为什么没有呢？这些问题有待我们去进一步探讨。
参考文献：[1]王红艳.对称性——开启物理学理论思想的钥匙[J].安徽：淮北煤师院学院,2001年12月，第22卷第4期:13-14.[2] 邓发明．浅谈物理学中的对称性[M]．四川：康定乐山师范学院学报，2005年5月,第20卷第5期:7-8.[3]张三慧．大学物理学第一册力学第二版[M].清华大学出版社,出版年:1999年4月240-242．[4] 赵凯华,罗蔚因．新概念力学十讲第一版[M].四川教育出版社,33-34．[5] 戴元本.相互作用的规范理论[J].科学出版社,2005：41-42．[6] 张瑞明,钟志成.应用群伦导引[J].华中理工大学出版社,2001:12-13．[7] 卓崇培,刘文杰．时空对称性与守恒定律[M].人民教育出版社,1982:65-68．[8] 曾谨言,钱伯初.量子力学专题分析[M].高等教育出版社,1990:207-208．[9] 李政道.场论与粒子物理[J.]科学出版社,1980:112-117．[10] 曾谨言.量子力学导论[M].北京大学出版社,1990:91-93．[11] Wayne C.The toxins of cyan bacteria[J.]Scientific American,1994,270(1):78-86.[12] Buchberger B,Collins G puter Algebra Symbolic and Algebraic Computation[M].NewY ork：Springer V ersa,1998:58-76.[13] A.W. Josh. based on homotopy group [J]．Scientific American,1982:4－5．。