Partikel interaksi elektromagnetik

Artikel iki bakal katon ing apa diarani pasukan alam - interaksi elektromagnetik dhasar lan prinsip ing kang lagi dibangun. Ana uga bakal marang bab kamungkinan saka anane cedhak anyar kanggo nyinaoni topik iki. Ing sekolah ing kelas fisika, mahasiswa sing ngadhepi karo panjelasan saka konsep "pasukan". Padha mangerteni sing daya bisa banget manéka warna - pasukan frictional, pasukan saka gravitasi, kelenturan lan kekuatan saka akeh padha. Ora kabeh wong bisa disebut dhasar, minangka banget asring kedadean saka pasukan secondary (pasukan frictional, contone, karo sesambungane molekul). Interaksi elektromagnetik bisa uga secondary - minangka akibat. Molekul Physics menehi conto saka Van der Waals pasukan. Uga menehi conto akeh lan fisika partikel èlemèntèr.

Ing alam,

Aku kaya kanggo njaluk bantuan kanggo hakekat pangolahan kedadean ing alam, kang ndadekake kita bisa interaksi elektromagnetik. Apa persis punika pasukan dhasar sing nemtokaken kabeh dibangun pasukan secondary sawijining? Saben uwong sing mirsa interaksi elektromagnetik, utawa, uga diarani, daya listrike dhasar. Bab kuwi dibuktèkaké kanthi hukum Coulomb kang, kang wis umum dhewe stemming persamaan Maxwell. Anyar njlèntrèhaké kabeh pasukan Magnetik lan electrical alami. Sing kok wis mbuktekaken bilih interaksi saka sawijining médhan èlèktromagnètik - gaya dhasar kang alami. Tuladha ing ngisor iki - pasukan gravitasi. Malah schoolchildren ngerti babagan hukum gravitasi universal Isaaka Nyutona, sing uga bubar tak géneralisasi tepat pepadhan Einstein, lan, miturut teori gravitasi, pasukan saka interaksi elektromagnetik punika dhasar ing alam, banget.

Sawise marang wektu iku sing yakin yèn mung ana rong gaya dhasar iki, nanging ilmu kang maju, mboko sithik bukti sing ora dadi. Contone, kanthi ditemokaké ing inti atom kita kedah introduce konsep daya nuklir, utawa carane ngerti prinsip penylametan partikel nang inti, kok padha ora fly adoh ing kabeh pituduh. Pangerten cara interaksi elektromagnetik ing alam, wis mbantu ngukur tenaga nuklir, kanggo sinau lan njlèntrèhaké. Salajengipun, Nanging, ilmuwan teka menyang kesimpulan sing tenaga nuklir sing secondary lan akeh kawujudan kaya pasukan Van der Waals. Ing kasunyatan, pasukan mung tenan dhasar sing nyedhiyani kuark sesambungan karo saben liyane. Banjur - a efek secondary - iku interaksi antarane kothak saka proton lan neutron ing inti sèl. Saestu dhasar punika interaksi saka kuark, gluons sing diijolke. Mangkono ditemokaké ing alam punika saestu pasukan dhasar katelu.

Tutugan saka crita

partikel dhasar bosok, heavy - ing korek, lan bosok sing nggambaraké kekuatan anyar saka interaksi elektromagnetik, kang uga dijenengi - daya saka interaksi lemah. Apa miskin? Amarga gangguan elektromagnetik ing alam punika akeh kuwat. Lan maneh, nguripake metu sing teori interaksi kuwat, supaya anggun minggah ing riwayat donya lan Originally sampurna nggambaraké bosok saka unsur dhasar, ora nggambarake postulat padha, yen energi tambah. Sing kok teori lawas wis redesigned liyane - a teori interaksi lemah, wektu iki kabukti universal. Sanajan iki dibangun ana ing prinsip padha karo liyane saka teori njlentrehke interaksi elektromagnetik saka partikel. Ing jaman modern, ana papat interaksi sinau lan buktiaken dhasar, lan kaping lima - ing cara, bab wong iku bakal teka. Kabeh papat - gravitasi, kuwat, kuwat, elektromagnetik - sing dibangun ing asas siji: pasukan kui antarane partikel punika asil sharing Kasilipun operator, utawa digunakake - mediasi interaksi.

Apa jenis asisten? foton iki - tanpa massa partikel, nanging Nanging kasil di bangun gangguan elektromagnetik amarga ijolan a kuantum gelombang elektromagnetik utawa sipat kuantum cahya. Interaksi elektromagnetik wis digawa metu dening foton ing lapangan partikel isi, kang komunikasi karo pasukan tartamtu, minangka wektu iku lan ngruwat hukum Coulomb kang. Ana siji massless partikel - gluon, wis wolung varieties, iku mbantu komunikasi kuark. interaksi elektromagnetik Iki atraksi antarane biaya, lan wis ngandika marang kuwat. Ya, lan ing interaksi lemah ora tanpa intermediaries, karo kang baja partikel karo massa luwih saka iku, lagi massive, sing abot. Iki penengah bosons vektor. bobot lan bobot punika amargi kekirangan sesambungane. Gravitasi punika ijol-ijolan pasukan lapangan gravitasi kuantum. Iki atraksi saka interaksi elektromagnetik saka partikel, iku isih ora cukup sinau, malah graviton eksperimental durung dideteksi, lan gravitasi kuantum kita ora cukup ana, lan mung amarga kita kudu njlèntrèhaké iku bisa durung.

pasukan kalima

We dianggep patang jinis interaksi fundamental: kuwat, kuwat, elektromagnetik, gravitasi. Interaksi - iku sawijining tumindak kang ijol-ijolan partikel, lan ora idea simetri ora bisa nindakake, amarga ora ana interaksi sing ora magepokan karo iku. Nemtokake nomer partikel lan massa. Kanthi simetri pas massa tansah nul. Dadi, ing foton lan massa gluon ora, iku ingatase kanggo nul, graviton ing - banget. Yen simetri wis bejat, massa ceases dadi nul. Mangkono, bison vektor penengah duwe massa, amarga simetri wis bejat. Papat interaksi fundamental diterangno kabeh sing kita waca lan aran. Pasukan isih ngomong sing kopling elektromagnetik sing secondary. Nanging, ing 2012 ana temonan ing ilmu lan ditemokaké partikel liyane, yen digawe misuwur. A revolusi ing donya èlmiah sampun diatur bukaan saka Higgs boson, kang, kang nguripake metu, uga serves minangka operator interaksi antara kuark lan leptons.

Sing kok ilmuwan-fisikawan saiki ngomong sing ana pasukan kalima, intermediary kang nguripake metu dadi Higgs boson. Simetri wis bejat kene: saka Higgs boson wis massa. Mangkono nomer interaksi (tembung ing fisika partikel modern wis diganti dening tembung "pasukan") wis ngrambah lima. Mungkin kita nunggu panemon anyar, awit kita ora ngerti persis yen ana malah loro saka interaksi iki. Iku banget bisa sing wis dibangun, lan dina iki model iki, iku bakal koyone becik nerangake kabeh fénoména diamati ing donya, lan ora cukup lengkap. Lan mbok menawa, sawise sawetara wektu ana bakal interaksi anyar lan kekuatan anyar. Kemungkinan kuwi ana ing paling amarga kita banget mboko sithik sinau sing ana sing saiki dikenal interaksi fundamental - kuwat, kuwat, elektromagnetik, gravitasi. Sawise kabeh, yen ana ing alam partikel supersimetri, kang rembugan ing donya ngelmu, iku tegese anane a simetri anyar, lan simetris tansah entails emergence saka partikel anyar sing mediasi antarane wong-wong mau. Mangkono, kita krungu saka pasukan dhasar sadurunge ora dingerteni, minangka sapisan kaget kanggo mangerteni sing ana, contone, elektromagnetik, interaksi lemah. Kawruh babagan alam kita dhewe mboten pepak banget.

Interconnectivity

Wangsulan: Bab ingkang paling menarik iku sembarang interaksi anyar kudu kudu mimpin menyang kedadean rampung dingerteni. Contone, yen kita wis ora sinau bab interaksi lemah, kita bakal tau wis ditemokaké sing ambruk, lan yen ora ing kawruh kita bosok, ora sinau saka reaksi nuklir kang wis mokal. Lan kita padha ora weruh saka reaksi nuklir, ora bakal ngerti carane srengenge cemlorot ing kita. Sawise kabeh, yen durung kawentar, lan urip ing bumi ora bakal kawangun. Supaya ing ngarsane saka interaksi nuduhake yen iku vitally penting. Yen lemah interaksi kuat ora ana, lan inti atom ora bakal dadi stabil. Amarga interaksi elektromagnetik bumi ditampa energi saka Srengéngé, lan sinar cahya sampun saka wong, anget planet. Lan kabeh interaksi dikenal sing penting. Kene Higgs, contone. Higgs boson menehi massa partikel dening ubungan karo lapangan, kita tanpa iku ora bakal slamet. Lan carane, tanpa interaksi gravitasional kanggo tetep ing permukaan planet ing? Iku bakal mokal ora mung kanggo kita, nanging apa-apa ing kabeh.

Pancen kabeh interaksi, malah sing aku durung ngerti, iku kudu kanggo kabeh sing djalmo manungso sumerepi, mangertosi lan tresna ana. Apa kita bisa ngerti? Ya, kathah. Contone, kita ngerti sing proton ing stabil ing inti sèl. Banget, banget penting kanggo kita, iki sawijining stabilitas, digunakake ing cara sing padha ana kang ora urip. Nanging, nyobi suggest sing proton urip - Nilai wektu winates. Long, mesthi, 10 ³⁴ taun. Nanging iku ateges sing cepet utawa mengko tiba loro, lan proton, lan iki bakal mbutuhake sawetara pasukan anyar, sing interaksi anyar. Marang paluruhan proton wis ana teori kang wiwit sing anyar, jurusan luwih dhuwur simetri, mulane, interaksi anyar bisa ana kang aku ora ngerti apa-apa.

Grand manunggalaken

Kamanunggalan alam iku mung asas saka construction kabeh interaksi fundamental. Akeh pitakonan njedhul ing hubungan kanggo nomer lan nerangake alasan kanggo jumlahe tartamtu. Versi dibangun kene akeh gedhe, lan padha banget beda ing Serat ngrambah. Nerangake ngarsane mung kayata nomer saka interaksi fundamental ing kabeh cara bisa, nanging lagi asas siji saka bangunan bukti. Tansah jinis paling beda saka interaksi, paneliti nyoba kanggo nggabung dadi siji. Mulane teori lan teori kuwi disebut Grand ndadekake siji. Kaya cabang wit donya: majemuk saka cabang, lan gedhe tansah padha.

Sing amarga ana kabeh teori iki manunggalaken idea. ROOT kabeh interaksi dikenal saka siji dipakani sing gedhe, kang amarga mundhut simetri wiwit cabang metu lan kawangun macem-macem interaksi fundamental, kang kita bisa mirsani eksperimental. hipotesis iki ora bisa diverifikasi durung, amarga mbutuhake fisika energi sing dhuwur banget, nyobi diliwati dina. Iku banget bisa, lan iki pilihan sing duwe tau ora ing milik tenogo iki. Nanging sak alangan iki bisa cukup.

loro

We kudu Semesta, ing accelerator alam, lan kabeh pangolahan sing dumadi ing, wis bisa kanggo mriksa malah hipotesis paling apik bab werna umum kabeh interaksi dikenal. tugas menarik saka pangerten interaksi ing alam punika mbok menawi malah luwih Komplek. Sampeyan perlu kanggo mangertos kados pundi gravitasi karo pasukan alam. Iki interaksi fundamental stands minangka dhewe, senadyan kasunyatan sing miturut asas saka construction saka teori iki padha marang liya-liyané.

Einstein sinau teori gravitasi, nyoba kanggo pranala karo elektromagnetik. Senadyan kasunyatan seeming kanggo ngatasi masalah iki, banjur teori isih durung kedaden. Saiki manungsa mangerténi dicokot liyane, ing paling kita ngerti bab interaksi kuwat lan kuwat. Lan yen saiki ing construction lengkap teori ndadekake, iku mesthi bakal mengaruhi maneh lack kawruh. Dumugi gagal kanggo nyelehake gravitasi ing par karo interaksi liyane, wiwit kabeh ngrungokake marang sabdhoning dictated fisika kuantum lan gravitasi - ora. Miturut teori kuantum, partikel sing quanta kolom tartamtu. Nanging gravitasi kuantum ora ana, paling ora durung. Nanging, nomer interaksi wis ditemokake mbaleni banter apa ora bisa apa rencana siji.

lapangan listrik

Mbalik ing 1860 ing gedhe kaping abad fisikawan James Clerk Maxwell kasil nggawe teori kanggo nerangake prabawa elektromagnetik. Nalika owah-owahan ing lapangan Magnetik ing titik tartamtu ing papan medan listrik. Yen iki wis ketemu dirijen Ana, ing saiki prabawa mili ing lapangan listrik. teori kothak Maxwell mbuktikake yen proses mbalikke kamungkinan: yen owah-owahan ing wektu lapangan listrik ing titik tartamtu ing papan bakal dibutuhake Magnetik kolom. Dadi pangowahan bisa nimbulaké lapangan elektrik werna-werna, lan bisa diwenehi owah-owahan ing lapangan Magnetik elektrik gantian ing wektu Magnetik kolom. kemungkinan iki, generate saben kothak diatur dening lapangan ndadekake - elektromagnetik.

Akibat paling wigati kang nderek saka rumus téori Maxwell - prediksi sing ana gelombang elektromagnetik, i.e. panyebaran lapangan elektromagnetik ing wektu lan papan. Sumber lapangan elektromagnetik sing obah karo biaya percepatan listrik. Boten kados akustik (lentur), gelombang elektromagnetik bisa propagate ing sembarang materi, malah ing vacuo. gangguan elektromagnetik ing vacuo propagates karo kacepetan cahya (c = 299 792 kilometer per detik). gelombang uga beda. gelombang elektromagnetik saka sepuluh ewu meter kanggo 0.005 meter - iki gelombang radio sing digunakake kanggo ngirim informasi kanggo kita, sing sinyal kanggo jarak tinamtu tanpa kabel. ombak radio digawe ing saiki frekuensi dhuwur sing mili ing antena.

Apa sing ombak

Yen dawa saka radiasi elektromagnetik kisaran saka 0,005 micrometer kanggo 1 meter, i.e. sing kang ing sawetara antarane katon ombak cahya lan radio - yaiku radiasi infra abang. emit kabeh badan kang digawe panas: batre, kompor, Pijar lampu. piranti khusus Ngonversi radiasi infra abang menyang cahya katon, diwenehi gambar obyek sing emit iku, malah ing pepeteng Absolute. cahya katon mancaraken dawa gelombang 770 kanggo 380 nanometer - werna dadi saka abang kanggo kain. bagean iki saka spektrum wis kanggo manungsa sakabehe wigati, amarga akeh-akehe saka informasi bab donya kita nampa liwat sesanti.

Yen radiasi elektromagnetik nduweni dawa gelombang kurang saka kain werna iku cahya ultraviolet sing matèni bakteri. sinar-X ora katon kanggo mripat. Padha meh nresep katon cahya lapisan opaque saka materi. X-ray didiagnosis penyakit organ internal manungsa lan kéwan. Yen radiasi elektromagnetik kui dening interaksi saka unsur dhasar lan cemlorot dening inti bungah dijupuk dening radiasi gamma. Iki sawetara sing paling amba ing spektrum elektromagnetik amarga ora winates kanggo tenogo dhuwur. radiasi gamma bisa alus lan angel: arepe energi ing inti atom - alus, lan ing reaksi nuklir - kaku. sinar iki gampang narik mudhun molekul lan fitur biologi. rasa seneng gedhe ing atmosfer saka sinar gamma ora bisa liwat. Mirsani sinar gamma saka papan bisa. Ing tenogo dhuwur banget interaksi elektromagnetik propagates ing kacepetan cedhak cahya: atom quanta tresna inti gamma, bejat wong mudhun dadi partikel, nyebar ing arah ingkang béda. Nalika rem, padha emit cahya, katon ing teleskop khusus.

Saka sasi - mangsa

gelombang elektromagnetik, minangka wis ngandika, mbadek dening Maxwell. Kasebut kanthi teliti, sinau lan nyoba kanggo pracaya ing matématika gambar rada naif Faraday, kang fenomena Magnetik lan electrical padha cipta. Iku Maxwell ditemokaké lack simetri. Lan sing padha bisa mbuktekaken sawetara pepadhan sing gantian bidhang listrik generate Magnetik lan kosok balene. Iki mimpin wong pracaya bilih lapangan-lapangan kuwi lan copot saka konduktor sing dipindhah liwat vakum karo sawetara kacepetan buta. Lan pikir iku. Kacepetan cedhak trohstam ewu kilometer per detik.

Sing teori interaksi lan èkspèrimèn. Conto punika bukaan liwat kang kita sinau bab anané gelombang elektromagnetik. Ing teka bebarengan karo bantuan saka fisika konsep pancen heterogen - magnetisme lan listrik, iku kedadean fisik saka urutan padha, mung beda pinggir iku ing komunikasi. Teori sing disusun siji konco liyane, lan kabeh wong sing gegandhengan rapet kanggo saben liyane: teori interaksi elektrolemah, contone, ngendi posisi padha diterangake dening pasukan banget nuklir lan elektromagnetik, etc. Kabeh iki nggabungke kromodinamika kuantum, panutup ing interaksi kuwat lan elektrolemah (kene, akurasi nalika murah nanging operasi terus). Sacara intènsif wilayah Fisikawan kayata gravitasi kuantum lan téori senar.

temonan

Pranyata metu sing papan lingkungan kita rampung permeated karo radiasi elektromagnetik: lintang lan srengenge, rembulan lan langit, iku bumi dhewe, lan saben telpon ing tangan manungsa, lan stasiun antena - kabeh iki mancaraken gelombang elektromagnetik saka jeneng beda . Gumantung ing frekuensi saka robah, kang radiates obyek beda-beda infrared, radio, cahya katon, sinar bio-lapangan, sinar-X lan kaya.

Nalika lapangan elektromagnetik disebarake, dadi gelombang elektromagnetik. Iku mung sumber inexhaustible energi, kedher biaya listrik saka molekul lan atom. Lan yen daya oscillates, gerakan cepet, lan Mulane mancaraken gelombang elektromagnetik. Yen owahan Magnetik kolom, lapangan bungah dening vortex listrik sing, ing siji, excites lapangan vortex Magnetik. Proses dadi liwat papan, ngisinake siji titik sawise liyane.