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学科教育论文-对称美与物理学.doc

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学科教育论文-对称美与物理学.doc

学科教育论文-对称美与物理学生活中的对称与不对称人类在长期的保存个体、繁衍种族这种极为低下的生产水平和生活水平的斗争中不断发展;随着生产水平和生活水平不断提高,逐渐发展起对美和美感的追求,并逐惭开始去思考美和探索美。对称性就是人类对美的思考和探索之一。人们在自己的实践中相继发现了一些能引起自己欢快愉悦感受的因素,把它们称作具有对称性,即具有对称性的形体是美的。例如花朵,一朵有5个花瓣的花绕它的轴旋转一周,有5个位置看上去是完全一样的,它给人以匀称的感受;一个圆形则旋转任意的角度保持形状不变,它具有更大的旋转对称性。又例如人体或一些动物的形体一边与另一边完全相同,可以折叠重合,它具有左右对称,它也给人以匀称和均衡的感觉。再例如竹节或串珠,平行移动一定的间隔,图形完全重复,它具有平移对称性,它给人以连贯、流畅的感受。久而久之,这些对称性的感受逐惭成为一项美学准则,广泛应用于建筑、造型艺术、绘画以及工艺美术的装饰之中。你可以从许多中、外著名的建筑、艺术珍品中看到。天坛的建筑、天安门的建筑、颐和园长廊的建筑以及各种花瓶、古人饮酒的爵和各种花边等等是旋转对称、左右对称和平移对称的典型例子。这些对称美给人以匀称、均衡、连贯、流畅的感受,因而体现着一种娴静、稳重、庄严,但却也显得有些平淡、单调、缺乏生机和妙趣横生,这是因为对称性并没有包揽美的全部。人们发现,美除了对称之外,还需要蜿蜒曲折、错落有致、此起彼伏,美是对称与不对称结合的表现。你看那起伏于山峦间蜿蜒曲折层层叠起的长城峰火台构成的美景不是给人以宏伟、博大、气势磅礴而又峰回路转、巧夺天工的美的感觉吗!美更是现代人的追求。美吸引着各行各业的人去创造美好的人生,享受美好的生活。物理学中的形体对称性物理学的研究中也注意到形体上的对称性。形体上的对称性常常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。例如一个无阻力的单摆摆动起来,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处摆球的速度和加速度的大小必定是相等的,等等。再例如一张无限大平面方格子的导体网络,方格子每一边的电阻是r,在这张方格子网络的中间相邻格点连出两条导线,问这两条导线之间的等效电阻

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