Het woord "symmetrie" komt van het Griekse συμμέτρια - evenredigheid. Een object of proces wordt symmetrisch genoemd als het na enige transformatie met zichzelf samenvalt.
instructies:
Stap 1
Als een object dat wordt blootgesteld aan spiegelreflectie, zijn uiterlijk niet verandert, heeft het bilaterale (bilaterale) symmetrie. De lichamen van mensen en de meeste gewervelde dieren zijn bijvoorbeeld bilateraal symmetrisch, waarbij het symmetrievlak langs de wervelkolom loopt.
Stap 2
Als een object 360 ° rond een bepaalde rechte lijn kan worden gedraaid, en na deze bewerking valt het samen met zichzelf vóór de rotatie, dan wordt zo'n rechte lijn de symmetrie-as van de n-orde genoemd.
Sommige geometrische lichamen, bijvoorbeeld een cilinder en een kegel, hebben een symmetrieas van oneindige orde - ze kunnen onder elke willekeurige hoek rond deze as worden geroteerd en ze zullen met zichzelf samenvallen. Deze symmetrie wordt axiaal genoemd.
Stap 3
In de levenloze natuur worden vaak symmetrieassen van de tweede, derde, vierde, zesde en andere ordes gevonden, maar de vijfde orde symmetrie wordt bijna nooit aangetroffen. In de levende natuur is het daarentegen wijdverbreid - het is bezeten door veel planten, evenals dieren in de orde van stekelhuidigen (zeesterren, zee-egels, zeekomkommers, enz.).
Stap 4
Geometrische symmetrieën kunnen met elkaar worden gecombineerd. Als een object bijvoorbeeld symmetrisch is rond twee niet-overeenkomende vlakken, dan moeten deze vlakken elkaar snijden, en de lijn van hun snijpunt zal de symmetrieas van hetzelfde object zijn.
Waarnemingen van combinaties van symmetrieën leidden de Franse wetenschapper Évariste Galois tot de creatie van groepentheorie - een van de belangrijke takken van de wiskunde.
Stap 5
In de natuurkunde spreekt men vaker van de symmetrie van processen dan van objecten. Een proces wordt symmetrisch genoemd met betrekking tot een bepaalde transformatie als de vergelijking die het beschrijft onveranderd (invariant) blijft na zo'n transformatie.
Stap 6
De stelling van Noether, bewezen in 1918, stelt dat elke continue symmetrie van fysische processen overeenkomt met zijn eigen behoudswet, dat wil zeggen een bepaalde hoeveelheid die niet verandert in symmetrische interacties. Bijvoorbeeld, symmetrie met betrekking tot de verschuiving in de tijd leidt tot de wet van behoud van energie, en symmetrie met betrekking tot de verschuiving van ruimte leidt tot de wet van behoud van momentum.
Stap 7
Natuurkundigen hechten bijzonder belang aan spontane symmetriebreking. Een dergelijke overtreding leidt, wanneer ontdekt, tot een verdieping van onze kennis van het universum. Zo werd door symmetriebreking in een van de experimenten met elementaire deeltjes theoretisch een neutrino ontdekt, waarna het bestaan van dit deeltje in de praktijk werd bevestigd.
