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守恒定律
編輯在物理學中,守恒定律指出孤立物理系統的特定可測量屬性不會隨著系統隨時間的演化而改變。 精確的守恒定律包括能量守恒、線動量守恒、角動量守恒和電荷守恒。 還有許多近似的守恒定律,適用于質量、宇稱、輕子數、重子數、奇異性、超荷等量。這些量在某些物理過程中是守恒的,但不是在所有物理過程中都是守恒的。
局部守恒定律通常在數學上表示為連續性方程,這是一個偏微分方程,它給出了量的大小和該量的輸運之間的關系。 它指出在一個點或一個體積內的守恒量的量只能隨著流入或流出該體積的量的量而變化。
根據諾特定理,每個守恒定律都與基礎物理學中的對稱性相關聯。
守恒律作為自然界的基本法則
編輯守恒定律是我們理解物理世界的基礎,因為它們描述了自然界中哪些過程可以發生或不能發生。 例如,能量守恒定律指出,孤立系統中的能量總量不會改變,盡管它可能會改變形式。 一般而言,受該定律管轄的財產總量在物理過程中保持不變。 關于經典物理學,守恒定律包括能量守恒、質量(或物質)守恒、線動量守恒、角動量守恒和電荷守恒。 關于粒子物理學,粒子只能成對產生或毀滅,其中一個是普通粒子,另一個是反粒子。 關于對稱性和不變性原理,已經描述了三個特殊的守恒定律,它們與空間、時間和電荷的反轉或反轉有關。
守恒定律被認為是自然界的基本法則,在物理學以及化學、生物學、地質學和工程學等其他領域有著廣泛的應用。
大多數守恒定律在適用于所有可能過程的意義上是精確的或xxx的。 一些守恒定律是部分的,因為它們適用于某些過程但不適用于其他過程。
關于守恒定律的一個特別重要的結果是諾特定理,該定理指出它們中的每一個與自然界的可微對稱性之間存在一對一的對應關系。 例如,能量守恒源于物理系統的時間不變性,而角動量守恒源于物理系統無論在空間中如何定向都表現相同的事實。
確切的法律
編輯由于對稱性而被稱為精確定律的物理守恒方程的部分列表,或者更準確地說,從未被證明被違反:
近似定律
編輯也有近似的守恒定律。 這些在特定情況下大致是正確的,例如低速、短時間尺度或某些交互。
- 宏觀機械能守恒
- 質量守恒(對于非相對論速度近似成立)
- 重子數守恒(見手性反常和sphaleron)
- 輕子數守恒(在標準模型中)
- 風味守恒(弱相互作用違反)
- 奇異守恒(弱相互作用違反)
- 空間宇稱守恒(弱相互作用違反)
- 電荷宇稱守恒(弱相互作用違反)
- 時間宇稱守恒(弱相互作用違反)
- CP 宇稱守恒(弱相互作用違反); 在標準模型中,這相當于時間宇稱守恒。
也有看似近似的守恒定律,但這只是因為忽略了微觀細節。 例如,機械能守恒通常被認為是不精確的,因為摩擦力等力似乎會將機械能轉化為其他形式。 然而,仔細觀察摩擦會發現只涉及保守力(電磁力),摩擦產生的熱能實際上是機械性質的(以動能和勢能的形式)。 以這種方式,人們認識到,定義為動能和勢能總和的機械能實際上在所有情況下都是完全守恒的。 只有宏觀能量不是。
全球和地方保護法
編輯如果等量出現在一個點 A 并同時從另一個單獨的點 B 消失,則宇宙中某些守恒量的總量可以保持不變。
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