Студопедия — Характеристики основных физических взаимодействий
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Характеристики основных физических взаимодействий






Тип взаимодействия   Источник взаимодействия   Относительная интенсивность взаимодействия Радиус действия силы  
Гравитационное   Масса   ~10-38   Сколь угодно далеко  
Слабое   Все элементарные частицы   ~ 10-15   < 10-18 м  
Электромагнитное   Электрические заряды   ~ 10-2   Сколь угодно далеко  
Ядерное (сильное)   Адроны (протоны, нейтроны, мезоны)     ~ 10-15м  

 

В связи с этим вся шкала мироздания разделена на три равные зоны в соответствии с тремя (из четырех) типами физических взаимодействий. Зона слабых взаимодействий определяет все процессы и явления, происходящие в микромире, зона электромагнитных взаимодействий – в макромире и зона гравитационных взаимодействий – в мегамире (сильные взаимодействия – только в зоне ядер атомов).

Гравитационное взаимодействие (открыто в XVIIв.) характерно для всех материальных объектов, вне зависимости от их природы. Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения: между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Гравитационным взаимодействием определяется падение тел в поле сил тяготения Земли. Законом всемирного тяготения описывается движение планет Солнечной системы, а также других макрообъектов. Гравитационные силы действуют на любые массы и порождаются массой, действуя на расстоянии.

Электромагнитное взаимодействие (открыто в XIX в.) связано с электрическими и магнитными полями, определяет структуру и поведение атомов, отвечает за связи между молекулами (то есть определяет химические и биологические процессы). Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное поле – при их движении. Взаимодействие между атомами и молекулами имеет преимущественно электромагнитную природу. Таким взаимодействием объясняется образование различных агрегатных состояний вещества: твердого, жидкого и газообразного. Например, между молекулами вещества в твердом состоянии взаимодействие в виде притяжения проявляется гораздо сильнее, чем между теми же молекулами в газообразном состоянии. Различные агрегатные состояния вещества, явление трения, упругие и другие свойства вещества определяются преимущественно силами межмолекулярного взаимодействия, которое по своей природе является электромагнитным. Электромагнитные силы действуют на заряды и токи, и их источниками являются заряды и токи. Поскольку атомы состоят из заряженных электронов и протонов, то силы, действующие между атомами, по существу также относятся к электромагнитным. Более того, обычное вещество построено из атомов, и поэтому большинство сил, с которыми нам приходится иметь дело в повседневной жизни, являются электромагнитными. Это и реакция растянутой или сжатой пружины, и другие силы, возникающие при соприкосновении тел. Электромагнитное взаимодействие описывается фундаментальными законами электростатики и электродинамики: законом Кулона, законом Ампера и др. Его наиболее общее описание дает электромагнитная теория Максвелла, основанная на фундаментальных уравнениях, связывающих электрическое и магнитное поля.

Сильное взаимодействие (открыто в середине XX в.) обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Предполагается, что ядерные силы возникают при обмене между нуклонами виртуальными частицами – мезонами.

Сильное взаимодействие отвечает за устойчивость ядер и распространяется только в пределах размеров ядра. Чем сильнее взаимодействуют нуклоны в ядре, тем оно устойчивее, тем больше его энергия связи. Энергия связи определяется работой, которую необходимо совершить, чтобы разделить нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых взаимодействие становится равным нулю. С возрастанием размера ядра энергия связи уменьшается. Так, ядра элементов, находящихся в конце таблицы Менделеева, неустойчивы и могут распадаться. Такой процесс часто называется радиоактивным распадом. Ядерные и слабые силы имеют малый радиус действия, они не проявляются на расстоянии свыше 10-14 м. Именно ядерные силы скрепляют ядро, несмотря на сильное электростатическое отталкивание между протонами.

Слабое взаимодействие описывает некоторые виды ядерных процессов. Оно короткодействующее и характеризует все виды бета-превращений, например такие, как превращение нейтронов в протоны. Основные свойства слабого взаимодействия стали известны еще в 1931 г. благодаря, преимущественно, работам Э. Ферми.

Обычно для количественного анализа перечисленных взаимодействий используют две характеристики: безразмерную константу взаимодействия, определяющую величину взаимодействия, и радиус действия.

В современной ФКМ выделена также «зона жизни», которая находится в центре всего мироздания, где человеку отведена центральная роль.

Здесь можно видеть, что в создании жизни участвует все мироздание: объекты меньшего размера, чем живые существа, составляют их внутреннюю структуру, а большего – создают условия необходимые для их существования.

В таком представлении ФКМ хорошо просматривается проблема «великого объединения». Способность элементарных частиц к взаимным превращениям с соблюдением законов сохранения позволяет предполагать наличие единого общего поля, различными «квантовыми состояниями» которого и являются эти частицы. В последнее десятилетие достигнуты успехи в создании единой теории слабых и электромагнитных взаимодействий (теория электрослабого взаимодействия). Новое поколение физиков надеется, что объединенная теория объяснит сильное, слабое и гравитационное взаимодействия с позиций единства мироздания.







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 550. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Демографияда "Демографиялық жарылыс" дегеніміз не? Демография (грекше демос — халық) — халықтың құрылымын...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ В УСЛОВИЯХ ОМС 001. Основными путями развития поликлинической помощи взрослому населению в новых экономических условиях являются все...

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ К лекарственным формам для инъекций относятся водные, спиртовые и масляные растворы, суспензии, эмульсии, ново­галеновые препараты, жидкие органопрепараты и жидкие экс­тракты, а также порошки и таблетки для имплантации...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия