论文普通物理中对称性和反对称性分析，该文是对称性方面研究生毕业论文范文和对称性和物理和分析类专科毕业论文范文.
魏国荣
（江阴职业技术学院,江苏江阴 214405）
［摘 要］在对现代物理学进行研究的过程中,对称性原理得到了广泛的推广应用.对称属于自然界中的一个普遍现象,在对称性原理中衍生出的反对称性原理,两者具有同样广义上的推广形式,而且在普通物理中具有同等重要的价值作用.通过将普通物理中的对称性与反对称性应用原理进行举例说明,解决相关问题,不仅使我们获得了事半功倍的效果,还由此提升了解决问题的效率.
［关键 词］普通物理；对称性；反对称性；应用
［中图分类号］G712 ［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2017）28-0144-02
在对物理学进行研究的过程中,我们发现许多物理定律都反映出对称性原理,这不仅是现代物理学家对物理进行前沿规律探索的一项重要工具,也是物理学因此而形成的具有完美科学体系的重要体现.我们在众多的物理学习过程中,应用到了对称性原理,既节省了复杂的运算时间,还删繁就简地解决了许多复杂物理问题,由此提升了效率.与对称性原理一样,反对称性原理也在普通物理中具备同样重要的作用,两者的有机结合更使许多物理问题迎刃而解.
一、对称性与反对称性原理的概念与推广
(一)对称性原理
对称性原理是人类在对自然界进行观察与认识的过程中形成、产生的概念,是在几何学的应用前提下,针对平移操作过程中能够保持不变的图形,我们称其为对称性,具有不变的性质.
(二)反对称性原理
反对称性原理则是在进行操作或变换过程中,产生了与系统恰好相反的性质,我们称其为反对称性.其性质恰好与原来的性质相反.
(三)对称性与反对称性原理的推广
虽然我们可以从定义上进行直观的理解,但对称性与反对称性原理并不仅限于此.在对其定义进行广义的推广的过程中,如果我们将一个物理对象进行变换操作,出现了与原来性质相同或恰好相反的结果,则将其视为对称或反对称现象.当然操作对象并不局限于客观实体,无论任何物质都可以作为研究对象.正如我们知道的2与-2、电荷Q与-Q等互为反对称,甚至对静电场的标势方程与静磁场的矢势分量方程,它们在形式上是一致的,因而也是对称的,其解也具有相同形式.由此推广我们得出,对称性与反对称性原理不仅有利于诸多结论的得出,还对普通物理中的许多知识的认识与问题的解决起到了重要作用.
二、对称性与反对称性原理的具体应用
(一)力学应用
在力学应用中,有许多涉及对称性与反对称性的问题,而且可以化繁为简地对其进行充分的利用.例如,在进行转动惯量问题的解决时,求刚体绕轴转动惯量,已知两个半球均匀、对称,密度是ρ,半径是R.这一计算过程主要是对参量I的计算,其公式为I等于r2dm,虽然通过公式可求出I,但过程相对复杂,如果利用对称性则可轻易地求出转动惯量.通过利用对称性原理作出一定的变换,但不会影响到转动惯量的改变,而且均匀球体的轴心转动惯量是已知的,为Ic等于2/5mR2,运用平衡轴定理我们获得了刚体转动惯量I等于Ic+md2等于2/5mR2+mR2等于2/7mR2,再代入已知项,即可求得：I等于2/7（4/3ρπR3）R2等于28/15ρπR5.
由此可知,通过巧妙地运用对称性与反对称性原理,我们不仅能够解决许多相关力学中的繁琐问题,还达到了化繁为简的效果,从而提升了问题的解决效率.
(二)电磁学应用
相对来说,电磁学具有更直观、更多样化的对称规律,因此对称性及反对称性原理不仅在电磁学中的运用比较普遍,而且还能使许多抽象性问题变得易于理解,这主要是应用到对称性与反对称性原理,并对其加以有效的运用.例如,在静电场问题的解决中,最为显著的应用要算高斯定理了.我们将以一个带电量为+Q而且具有均匀带电性的小球为例,已知球体激发出的电场半径为R.由于该球呈现出绕球心转动的对称性,具有沿矢径方向相同的电场强度矢量,可运用高斯定理进行电场求解.先在球面电场中取得一个垂直于球面半径为r的同心球面,两球面的矢量相同,在r＞R时,通过高斯定理我们获得了,计算得出；而当r＜R时,我们得到了,由此得出.
还有利用反对称性原理解决的难以解决的案例,在对电荷Q进行空间电势分布的求解过程中,我们已知其处于平板接地导体的上方,这需要先求得空间电荷分布才能得到最终答案,这一过程的求解较难,但利用反对称性原理,却可以轻而易举地解决此项问题.在已知导体平板接地的情况下,可知其电势为0,而且其表面是一个势能相等的平面,由此可知其为等势体,进而可以确定其表面的电场线与平面互相垂直,通过设定点电荷的空间坐标,并利用反对称性原理,我们可知点电荷Q的空间坐标为（0,0,p）,而引入的点电荷-Q的空间坐标为（0,0,-p）.在确定了该电场线同我们所要求解的电场线具有同样的分布后,可以进一步确定其一致性,由此可知所求空间的电势等同于该系统所形成的电势.假设所求点坐标为（x,y,z）,通过运用电势计算公式,通过直接代入我们可得出：
又如,在静磁场问题的解决中,磁感应强度矢量方向具有一定的复杂性,这为磁感应强度的积分计算带来一定困难,但结合对称性原理应用加以考虑,能轻松解决该项问题,对磁感应强度的矢量方向进行直接确定.
上图的左图中是一对同轴无穷长直的空心圆筒导体,两个圆筒的半径分别为R1与R2,在此忽略圆筒的壁厚.还有在直流电阻无穷网格的计算中,一定要运用对称性原理才能解决问题.正如上图中所示,电流I沿着内筒流出,再沿外筒流回,求两个圆筒间的磁感应强度B.这是在已知空间电流分布的情况下,计算两个圆筒间的磁感应强度,一般情况下,我们会利用毕奥-萨伐耳定律对圆筒进行无穷个线电流分布分割获得其解,但由于各个线电流元所产生的磁感应强度在矢量方向上的不统一性,为积分计算带来较大难度,因此我们考虑到应用对称性原理,在确定磁感应强度B方向后,问题得以轻松解决.首先,通过对圆筒进行无穷多个线电流元的分割,我们知道了磁感应强度B的是沿着圆筒横截面的方向进行分量的,利用反证法可知磁感应强度B的方向是沿着截面内任意同心圆环的切线方向,如上图中右图所示.其次,在确定了磁感应强度B方向后,问题的解决相对就简单多了,根据圆筒所具有的对称性,可以得出对于同一圆周内的磁感应强度B大小相等的结论,再通过运用安培环路定律,可以得到B·2πr等于μ0I,由此计算得出.
(三)光学应用
在光学应用方面,几何光学中的对称性与反对称性的应用
更为显著.首先,在平面镜成像问题中,是典型的对称性原理应用分析,如下图中左图所示,ABCD为一条河流,在AB侧分布着两个村庄M和N,现在想要在AB河岸上安装一个水泵P,如何确定管道最短的P位置.对于这样的实际应用分析来说,虽然用高等数学也可以进行极值计算,但运用对称性原理却可更快地进行解答.正如下图右图所展示的,以AB为镜面,确定M点成像于M1,将NM1进行连接后与AB相交所得到的点,也正是要确定的P点.这一过程中,所运用的知识点是平面镜成像原理,而且可以进一步确定MPN即为光的具体反射路线,以两点间所经过的光路最短为依据,因此可以确定P点为管道最短处的水泵安装位置.
其次,在进行凸透镜与凹透镜两个几何光学元件方面的问题解决中,因其正好具有反对称性质,具有相反的成像规律,因此,可以很好地利用这两点性质,通过成像作图,使几何光学问题得到简化处理.对于放置于空气中的凸透镜,其焦距f＞0,平行于主光轴的光线照射后,于F´处成实像,而凹透镜的成像则正好相反,其焦距f＜0,在平行于主光轴的光线照射后会成虚像于F处.
综上所述,对于普通物理中的对称性与反对称性进行研究分析,让我们认识到其不仅是一条基本物理规律,同时还具有重要的研究价值.反对称性既属于对称性的研究范畴,同时也是对称性的一种推广形式,无论何时,对物理问题的研究与分析都应将两者结合起来加以考虑,使其成为物理研究的一项有力工具.
参考文献：
［1］向永红,刘国芳.浅谈大学物理中的“对称性”与力学三大守恒定律的关系［J］.天津职业院校联合学报,2005,7（2）：29-31.
［2］刘智青.普通物理中的对称性与反对称性原理［J］.高等继续教育学报,2006（S1）：59-62.
［3］潘武明.力学——计算机辅助教程［M］.北京：科学出版社,2004：154-172.
结论，该文是一篇关于对写作对称性和物理和分析论文范文与课题研究的大学硕士、对称性本科毕业论文对称性论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助.
参考文献：
1、 外延炉对称性特点与其应用 引言外延是晶体衬底上按规律和一定方向生长晶体的过程,在现代微电子工艺中,硅外延是绝大多数器件制造过程的第一步 因此,硅外延直接影响到器件的性能、可靠性和成品率……关键指标,十分重要 硅外延部分最重要的.
2、 细节管理的对称性 摘要细节管理是对细小、微小之处的管理、控制,对企业中的每个人、每个组织的每个工作的每个程序、步骤管理到位 细节管理的意义在于通过管理细节,将组织目标与实施过程紧密联系起来,营造成功管理的强大信息势 关.
3、 关于做好初中物理实验教学 摘 要物理课是中学课程体系中的重要组成部分,对初中学生来说,更是他们第一次进行科学、系统的物理知识方面的学习 初中物理实验方面的教学主要是帮助学生加深对一些物理原理的理解和记忆,了解一些基本的物理实.
4、 高中物理教学中学生能力生成的复杂性探究 摘 要在高中物理教学中,教师应更加注重学生学习能力的生成,并采用科学合理的教学手段帮助学生逐渐形成学习能力,让学生能够在面对物理问题时更加从容 本文对此进行了分析研究 关键词高中；物理；教学；学生；.
5、 新时期中专物理教学特点与教学策略 【摘要】物理是中专素质教育课程体系中的重要学科 在教学实践中,教师应根据信息化教学条件,根据教学目标和课程标准,对教学策略进行有效设计 本文中专学校从应用型人才培养目标出发,重点探讨新时期中专物理教学.
6、 国外高校图书馆物理空间改造 网络环境下,用户获取信息的模式发生了翻天覆地的变化,图书馆的常规服务也因此面临挑战 传统服务模式中,用户获取信息资源需要到馆进行查询、借阅和申请服务,而目前鉴于图书馆大部分资源都实现了网络获取,使得来.