第五节 自然界中的守恒定律1．各种形式的能量可以相互转化，但总能量不变，可以说能量的守恒是最重要的守恒形式。2．动量守恒定律通常是对相互作用的物体所构成的系统而言的，适用于任何形式的运动。3．物理学中各种各样的守恒定律，本质上就是某种物理量保持不变，例如能量守恒是对应着某种时间变换中的不变性，动量守恒则对应着某种空间变换中的不变性。4．所谓对称，其本质也是具有某种不变性，守恒定律来源于对称，物理规律的每一种对称性通常都相应于一种守恒定律。5．物质世界三大守恒定律是指物质、能量、动量三个方面。对守恒定律的理解1.守恒定律的特点(1)守恒定律并不告诉我们物体状态变化的全部细节，也不能判定某种变化是否会发生，也无法描述变化过程的快慢。(2)守恒定律可以用来判断某个变化是否可能发生，以及一旦发生物体初、末状态间应满足什么样的关系。即在符合守恒条件时，可以不分析系统内相互作用过程的细节，而对系统的变化状态或一些问题作出判断。(3)物理学中各种各样的守恒定律，本质上就是某种物理量保持不变。例如：在微观世界中我们对粒子之间的相互作用情况不清楚，但是仍然可以用守恒定律得出一些结论。当两个亚原子微粒碰撞时，由于对碰撞过程中的各种细节我们还缺乏完整而可靠的计算理论，因而事先并不能准确预知碰撞的结果。但却可以根据能量与动量守恒推断碰撞后是否会有未观察到的粒子产生，从而在实验中加以注意，进行检验。2．守恒与对称的关系(1)所谓对称，其本质也就是具有某种不变性，守恒定律来源于对称，物理规律的每一种对称(即不变性)通常都对应于一种守恒定律。对称和守恒这两个重要概念是紧密联系在一起的。(2)物理规律的对称性就是某种物理状态或过程在一定的变换下(例如转动、平移等等)，它所服从的物理规律不变。例如：物理学概念有对称性的如正电子和负电子、南北磁极、电场与磁场、粒子与反粒子、平面镜成像、光的可逆性、力现象和热现象的平衡态、物质性质的各向同性、物质的波动性和粒子性等等。物理学上受对称性启发而提出新概念，发现新规律的事例也是很多的。例如，德布罗意受光的粒子性启发而提出物质波概念，法拉第受电流磁效应启发而想到磁生电的问题，从而发现电磁感应定律，狄拉克由对称性考虑而提出正电子和磁单极等等。(1)物理学中的每一条守恒定律都用极其精练的语言将内涵丰富的自然规律表述出来，表现出物理学的简洁美。(2)物理学中的每一条守恒定律都对应于自然界中的一种对...
