Das Wort „Symmetrie“kommt aus dem Griechischen συμμέτρια – Verhältnismäßigkeit. Ein Objekt oder Prozess heißt symmetrisch, wenn es nach einer gewissen Transformation mit sich selbst übereinstimmt.
Anweisungen
Schritt 1
Wenn ein Objekt, das einer Spiegelung ausgesetzt ist, sein Aussehen nicht ändert, dann hat es eine bilaterale (bilaterale) Symmetrie. Zum Beispiel sind die Körper des Menschen und der meisten Wirbeltiere bilateral symmetrisch, wobei die Symmetrieebene entlang der Wirbelsäule verläuft.
Schritt 2
Wenn ein Objekt um 360 ° um eine bestimmte Gerade gedreht werden kann und nach dieser Operation vor der Drehung mit sich selbst zusammenfällt, wird eine solche Gerade als Symmetrieachse der n-Ordnung bezeichnet.
Einige geometrische Körper, zum Beispiel ein Zylinder und ein Kegel, haben eine Symmetrieachse unendlicher Ordnung - sie können in jedem beliebigen Winkel um diese Achse gedreht werden und fallen mit sich selbst zusammen. Diese Symmetrie wird als axial bezeichnet.
Schritt 3
In der unbelebten Natur werden oft Symmetrieachsen zweiter, dritter, vierter, sechster und anderer Ordnungen gefunden, aber die Symmetrie fünfter Ordnung wird fast nie angetroffen. In der lebenden Natur ist es dagegen weit verbreitet - es wird von vielen Pflanzen sowie von Tieren der Ordnung der Stachelhäuter (Seesterne, Seeigel, Seegurken usw.) besessen.
Schritt 4
Geometrische Symmetrien können miteinander kombiniert werden. Wenn ein Objekt beispielsweise um zwei nicht übereinstimmende Ebenen symmetrisch ist, müssen sich diese Ebenen schneiden, und die Linie ihres Schnitts ist die Symmetrieachse desselben Objekts.
Beobachtungen von Symmetriekombinationen führten den französischen Wissenschaftler Évariste Galois zur Entwicklung der Gruppentheorie - einem der wichtigsten Zweige der Mathematik.
Schritt 5
In der Physik spricht man häufiger von der Symmetrie von Prozessen als von Objekten. Ein Prozess heißt symmetrisch bezüglich einer bestimmten Transformation, wenn die Gleichung, die ihn beschreibt, nach einer solchen Transformation unverändert (invariant) bleibt.
Schritt 6
Der 1918 bewiesene Satz von Noether besagt, dass jede kontinuierliche Symmetrie physikalischer Prozesse ihrem eigenen Erhaltungssatz entspricht, dh einer bestimmten Größe, die sich bei symmetrischen Wechselwirkungen nicht ändert. Beispielsweise führt Symmetrie bezüglich der Zeitverschiebung zum Energieerhaltungssatz und Symmetrie bezüglich der Raumverschiebung zum Impulserhaltungssatz.
Schritt 7
Physiker legen besonderen Wert auf die spontane Symmetriebrechung. Jede solche Verletzung führt, wenn sie entdeckt wird, zu einer Vertiefung unseres Wissens über das Universum. Beispielsweise wurde bei einem der Experimente mit Elementarteilchen durch Symmetriebrechung theoretisch ein Neutrino entdeckt und dann die Existenz dieses Teilchens in der Praxis bestätigt.
