宇称不守恒教学的难点和对策宇称不守恒教学的难点和对策李铭 华南师范大学物理学院宇称不守恒教学的难点宇称不守恒教学的难点：1.建立对称性的物理图像2.宇称的物理图像3.实验上如何判断对称？9 9。1 1 对称性的例子对称性的例子对称性的例子对称性的例子直观的例子：人体的对称，不对称直观的例子：人体的对称，不对称旋转旋转120度对称度对称对称的类型：对称的类型：1. 连续对称性连续对称性平移，旋转，时间平移，对应于平移，旋转，时间平移，对应于三大守恒定律三大守恒定律2. 分立对称性分立对称性A. 空间反射空间反射 P: (x, y, z) ( x, y, -z).宇称: 照镜子的对称性B. 时间反演时间反演 T: t - t, 倒放电影倒放电影热力学不具有时热力学不具有时间反演对称！间反演对称！C. 电荷共轭电荷共轭 C: 粒子粒子-反粒子变换反粒子变换 e- e+, p p-两条路径没区别！两条路径没区别！3. 对称性的数学判据对称性的数学判据:一个对称操作一个对称操作物理规律不变性物理规律不变性例：例：物理规律不变相互对称的物理过程都可以物理上实现！ 对称性的判据！所以，牛顿力学具所以，牛顿力学具有时间反演对称性有时间反演对称性4。对称性的物理检验。对称性的物理检验如果两个如果两个实验装置和实验结果实验装置和实验结果相互相互对称对称的实验，的实验，都可以物理上都可以物理上实现实现，则对称性成立。，则对称性成立。检验宇称守恒：检验宇称守恒：像能实现？能。对称性存在。像能实现？能。对称性存在。IIIIBB（像）（像）II都能实现？都能实现？理论和实验证明，电磁作用都是宇称守恒的！理论和实验证明，电磁作用都是宇称守恒的！一个很容易引起混乱而又很有启发性的例子：一个很容易引起混乱而又很有启发性的例子：NN能！能！5. 5. 弱作用宇称不守恒的实验检验弱作用宇称不守恒的实验检验弱作用宇称不守恒的实验检验弱作用宇称不守恒的实验检验杨振宁，李政道提出。杨振宁，李政道提出。宇称宇称 (-1)2 = +1(-1)3 = -1如果宇称守恒，如果宇称守恒，K+的宇称是什么？的宇称是什么？所以，可能是所以，可能是不守恒不守恒！50年代，发现两种粒子，当时称为年代，发现两种粒子，当时称为 粒子和粒子和 粒子，粒子，寿命，自旋，质量，电荷完全一样，只是衰变模式寿命，自旋，质量，电荷完全一样，只是衰变模式不同。杨不同。杨-李认为他们是同一种粒子，即李认为他们是同一种粒子，即K介子。介子。I Itimetime1 1左左结论是：结论是：结论是：结论是：弱作用中宇称不守恒。弱作用中宇称不守恒。弱作用中宇称不守恒。弱作用中宇称不守恒。杨杨杨杨- -李获李获李获李获19571957年年年年Nobel Nobel 奖。奖。奖。奖。吴健雄：吴健雄：吴健雄：吴健雄：P P 变换变换变换变换b b b b6060CoCo电流电流b b b b6060CoCo电流电流像不能实现！像不能实现！右右总结：总结：1.对称的直观例子：对称的直观例子：物理图像物理图像2.对称的数学判别：对称的数学判别：3. 对称操作对称操作物理规律物理规律不变性不变性4.3. 对称的物理判别：对称的物理判别：5. 对称实验的物理实现对称实验的物理实现6.4. 宇称不守恒的实验检验宇称不守恒的实验检验7. 弱作用宇称不守恒弱作用宇称不守恒。