Проект на тему "Симметрия в физике"

1. Проект
Симметрия в физике
Выполнили ученики 11класса
Молоткова Олеся,
Ермошина Юлия,
Мартьянов Михаил
2010

2. Актуальность
 Понятие симметрии проходит через всю многовековую историю человеческогоПонятие симметрии проходит через всю многовековую историю человеческого
творчества. Оно встречается уже у истоков человеческого знания; его широкотворчества. Оно встречается уже у истоков человеческого знания; его широко
используют все без исключения направления современной науки.используют все без исключения направления современной науки.
 Принципы симметрии играют важную роль в физике и математике, химии иПринципы симметрии играют важную роль в физике и математике, химии и
биологии, технике и архитектуре, живописи и скульптуре, поэзии и музыкебиологии, технике и архитектуре, живописи и скульптуре, поэзии и музыке
 В понятие симметрия заложен глубинный смысл. Симметрия буквальноВ понятие симметрия заложен глубинный смысл. Симметрия буквально
пронизывает весь окружающий нас мир.пронизывает весь окружающий нас мир.

3. Гипотеза
Существуют физические процессы обладающие
симметрией.

4. Цель
Показать роль симметрии в физических процессах

5. Задачи
Систематизировать знания о симметрии
Показать роль симметрии в физике

6. Ход исследования
 Изучить литературу по данной теме
Выяснить историю возникновения симметрии
Рассмотреть физические процессы обладающие
симметрией
Опровергнуть или доказать гипотезу

8. Силовые линии полей
(фарадеевы трубки)

16. Силовые линии магнитного поля землиСиловые линии магнитного поля земли

26. Трансляционная симметрия кристалла
Наиболее важной датой в истории физики твердого тела считается 1912
г., когда Лауэ доказал посредством дифракции рентгеновских лучей, что
кристаллы состоят из периодических рядов атомов.
Под упорядоченным расположением атомов в кристалле
подразумевается его пространственная периодичность. Иными словами,
для каждого кристалла можно выбрать три вектора а1, а2, а3, не
лежащих в одной плоскости, таких, что при смещении кристалла как
целого на любой из этих векторов, он совмещается сам с собой.
Операция перемещения кристалла на вектор ,
где n1, n2, n3 — целые числа, называется трансляцией. Говорят, что
кристалл обладает трансляционной симметрией, т. к. при трансляции на
вектор он совмещается сам с собой.
Трансляционная симметрия кристалла
Наиболее важной датой в истории физики твердого тела считается 1912
г., когда Лауэ доказал посредством дифракции рентгеновских лучей, что
кристаллы состоят из периодических рядов атомов.
Под упорядоченным расположением атомов в кристалле
подразумевается его пространственная периодичность. Иными словами,
для каждого кристалла можно выбрать три вектора а1, а2, а3, не
лежащих в одной плоскости, таких, что при смещении кристалла как
целого на любой из этих векторов, он совмещается сам с собой.
Операция перемещения кристалла на вектор ,
где n1, n2, n3 — целые числа, называется трансляцией. Говорят, что
кристалл обладает трансляционной симметрией, т. к. при трансляции на
вектор он совмещается сам с собой.

27. Легко заметить, что все точки (узлы) в такой решетки
эквивалентны, т. е. имеют одинаковое окружение (иными
словами, из каждого узла видна одна и та же картина
решетки). Такие решетки называются решетками Бравэ.
Решетка Бравэ полностью определяет трансляционную
симметрию кристалла.
Легко заметить, что все точки (узлы) в такой решетки
эквивалентны, т. е. имеют одинаковое окружение (иными
словами, из каждого узла видна одна и та же картина
решетки). Такие решетки называются решетками Бравэ.
Решетка Бравэ полностью определяет трансляционную
симметрию кристалла.

28. Для кубических кристаллов существуют 3 типа решеток Бравэ:
Простая кубическая решетка (очень редко встречается).
Кубическая гранецентрированная решетка, ГЦК. В центре каждой грани
находится еще по одному атому
Объемоцентрированная кубическая решетка, ОЦК. Дополнительный атом
помещен в центр куба
Для кубических кристаллов существуют 3 типа решеток Бравэ:
Простая кубическая решетка (очень редко встречается).
Кубическая гранецентрированная решетка, ГЦК. В центре каждой грани
находится еще по одному атому
Объемоцентрированная кубическая решетка, ОЦК. Дополнительный атом
помещен в центр куба

29. Решетка Бравэ отражает трансляционную структуру
(симметрию) кристалла, а не его кристаллическое строение.
Кроме трансляционной, кристаллы обладают точечной
симметрией: симметрией по отношению к поворотам и
отражениям.
Точечная симметрия кристаллов.
Точечное преобразование в теории симметрии – это
преобразование, которое оставляет в покое, т. е.
неподвижной, хотя бы одну точку фигуры. Если при
некотором точечном преобразовании фигура переходит
сама в себя, то говорят, что она симметрична относительно
этого преобразования (обладает соответствующим
элементом симметрии: осью, плоскостью отражения и т. д.)
Решетка Бравэ отражает трансляционную структуру
(симметрию) кристалла, а не его кристаллическое строение.
Кроме трансляционной, кристаллы обладают точечной
симметрией: симметрией по отношению к поворотам и
отражениям.
Точечная симметрия кристаллов.
Точечное преобразование в теории симметрии – это
преобразование, которое оставляет в покое, т. е.
неподвижной, хотя бы одну точку фигуры. Если при
некотором точечном преобразовании фигура переходит
сама в себя, то говорят, что она симметрична относительно
этого преобразования (обладает соответствующим
элементом симметрии: осью, плоскостью отражения и т. д.)

32. Выводы
• Симметрия в физических процессах
существует

33. Информационные источники
• http: // e - sciense.ru/phisics/ theory
• http: // ref. byfrefs/88/index.html
• http: // nova.ramfler.ru/pictures