巧用对称思维，物理学习不用打草稿

巧用对称思维，物理学习不用打草稿
物理学科讲究严谨简洁，对称就是物理美学的体现。

巧用对称思维，可以极大降低物理模型的复杂度，使问题一目了然，轻松理清思路，提高问题解决的效率。

巧用对称思维解决物理问题
对称性思维很多情况下，物理模型具有一定的几何对称性，甚至可以人为构造一些对称，以达到快速简化模型的目的。

例如有这样的问题：现有一个半径为R的空心球壳，均匀分布电量为Q的正电荷，现在球壳中心放置一个电量为q的点电荷，则点电荷都到的静电力是多少？
球壳上任意点一定有球心对称点，使得两个面电荷在q处合场强为0
遇到这个问题复杂问题，能否直接套用场强分布公式呢？如果直接使用，会发现点电荷受到的静电场力是由外部的空心球壳电荷引起的。

但是空心球壳不是点电荷，不能直接套用场强公式公式。

严格的求解需要用到微元积分方式，显然复杂度急剧上升。

细心研究可以发现，如果在球壳上任意取一个面积微元，那么在球壳面上一定能找到与这个面积微元关于球心对称的面积微元，这两个面积微元上的电荷在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反。

由此对称性特点可以推广开来，球面上任意点一定有此点的球心对称点，导致球壳中心点合场强为0，点电荷在此处受静电力为0。

以上例题可以发现灵活运用对称性可以极大简化物理模型的难度，使得问题清晰明了，极大提升解决问题的效率
对称性思想的推广
对称性在物理问题方面有很多理解，包括空间的对称、时间的对称、时空的对称等等，巧妙的运用可以加深对物理理论的理解。

例如，匀变速直线运动中，我们可以将已知初速度匀加速直线运动看成是，已知末速度的匀减速运动，这就是运动过程的对称性；再比如竖直上抛运动时，上升运动和下落过程有一定的对称关系，也就
是在同一高度的物体的速度大小是系统的，经历路程是相同的。

又比如研究双缝干涉现象时，为了得到相干光源，可以用镜面反射代替，这也是对称性的应用，即劳埃德镜。

劳埃德镜，S2为S1的镜像光源
物理学习强调灵活，巧妙运用对称性有助于帮助我们提高分析问题、解决问题的效率，简化理解模型的思路，深入理解物理理论。