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Leyes y Symmtery de la Conservación

El más duro de los temas de la física, como la Mecánica Cuántica, la Relatividad, la teoría de cuerdas, puede ser explicado en otras palabras, y muchos lo han hecho. Aunque no hay sustituto para la comprensión de una teoría de todo es que es matemático detalle, la idea más o menos de ser llevado a casa. Sin embargo, me parece que no ser capaz de encontrar una explicación para el teorema de Noether. He intentado mi mano en la Teoría de Grupo y se encuentran bastante desconcertante. Tengo atascado con generadores, y esto y aquello ....

Así que aquí está mi pregunta. Es posible explicar sin el uso pesado de las matemáticas, ¿por qué una ley de la conservación surge a partir de una simetría bajo algún tipo de transformación?

Estoy en la escuela, así que mi "pesado" puede no ser la misma que la suya. Gracias.

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John S Gruber Puntos 9114

Un útil sin embargo primaria respuesta puede hacer el truco, Si usted está familiarizado con la de Euler-Lagrange ecuación, entonces será sencillo y puede saltar un poco. Si no, entonces usted tiene que aceptar que hay una ecuación física que se generaliza la mecánica clásica llamada de Euler-Lagrange ecuación. Para una partícula que se mueve en una dimensión en una fuerza conservadora está escrito, \begin{equation} \frac{d}{dt}\bigg(\frac{\partial T}{\partial \dot x}\bigg)+\frac{\partial V}{\partial x}=0 \end{equation} Donde $T$ es la energía cinética del sistema y $V$ es la energía potencial, $x$ es la de las partículas de posición y $\dot x=\frac {d}{dt}x$ es la velocidad de la partícula. Definimos el momento de la partícula a, \begin{equation} p:=\frac{\partial T}{\partial \dot x} \end{equation} Y usted se dará cuenta de que ahora podemos escribir de Euler-Lagrange ecuación, \begin{equation} \frac{d}{dt}(p)+\frac{\partial V}{\partial x}=0 \end{equation} Esta es la segunda ley de Newton del movimiento. El impulso es cambiado por la acción de una fuerza sobre la partícula, si no hay fuerzas, el tiempo derivada de la velocidad es cero. Si el tiempo de derivada es cero, entonces el impulso NO cambia con el tiempo evoluciona y tendrá el mismo valor al final del experimento, como lo hizo al principio.

En este camino de Euler-Lagrange ecuación nos ha dado una ley de conservación para $p$ sólo al $\partial V/\partial x=0$. La invariabilidad del potencial con respecto a $x$ conduce a una ley de conservación.

En general no escribir de Euler-Lagrange ecuación de una en una dimensión de la partícula. La forma general es escrito, \begin{equation} \frac{d}{dt}\bigg(\frac{\partial L}{\partial \dot x}\bigg)-\frac{\partial L}{\partial x}=0 \end{equation} Donde $L(x,\dot x)=T(\dot x)-V(x)$ es el Lagrangiano del sistema. Compruebe que esto le dará la citada ecuación. En general, si el de Lagrange para un sistema en particular no es una función de $x$ a continuación, se puede ver claramente que, \begin{equation} \frac{\partial L}{\partial \dot x}=constant \end{equation} Desde el momento de derivados se desvanece. Cuando el Lagrangiano no es una función de $x$ nos dicen que el Lagrangiano tiene una simetría. Cuando el Lagrangiano tiene una simetría, hay una ley de conservación.

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Fayis KP Puntos 1

Es difícil entender la conservación de la simetría. Pero el contrario es mucho más simple. significa la conservación de la invariancia de las ecuaciones de movimiento en su forma, en virtud de cierta transformación. y la invariancia de las ecuaciones de los movimientos surge como una consecuencia de la simetría subyacente. por ejemplo, yo estoy tomando la ecuación X2 =1 las soluciones son +o-1 lo que implica en virtud de la operación de inversión X convertido -X, pero X la plaza sigue siendo el mismo. lo que significa que si X=X y la solución es 1 y si X=-X solución es -1.en palabras antes de la transformación de la solución fue de +1 y después de la transformación de la solución es de -1. Estoy tratando de explicar la ecuación de movimiento es la forma invariante no significa que las soluciones de la ecuación es la misma. pero el significado es la ecuación de movimiento de forma invariable se refiere a un conjunto de solución no va a cambiar, pero en virtud de la transformación de las soluciones individuales de los cambios de uno a otro dentro del conjunto de soluciones.esta consideración conduce a un grupo de teorías. aquí puedes ver la invariancia está relacionado con ciertas operaciones, y la invariancia surge si hay simetría.

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