Elektromagnetiniai sąveikos dalelės

Šis straipsnis bus pažvelgti, kas vadinama gamtos jėgas - pagrindinį elektromagnetinę sąveiką ir principus, kuriais ji pastatyta. Taip pat bus pasakyta apie naujus požiūrius į šią temą studijų egzistavimo galimybę. Mokykloje fizikos klasių mokiniai susiduria su į "jėgos" sąvoka paaiškinimo. Jie sužino, kad maitinimas gali būti labai įvairi - trinties jėga, svorio, tamprumo ir stiprumo daug panašus jėga. Ne visi iš jų gali būti vadinamas pagrindinis, kaip labai dažnai antrinės jėgos reiškinys (trinties jėga, pavyzdžiui, su savo sąveikos molekulių). Elektromagnetinė sąveika taip pat gali būti antrinė - kaip pasekmė. Molekulinė fizika suteikia Van der Waals jėgos pavyzdį. Taip pat suteikia daug pavyzdžių ir elementarus dalelių fizikos.

Pobūdžio,

Norėčiau patekti į procesus, vykstančius gamtoje esmės, nes ji verčia mus dirbti elektromagnetinį sąveiką. Kas tiksliai yra pagrindinė jėga, kuri sąlygoja pastatytas savo antrinius jėgas? Visi žino, kad elektromagnetinės sąveikos, arba, kaip jis vadinamas, elektros galia yra esminis. Tai liudija Kulono dėsnis, kuris turi savo apibendrinimą, kylančią iš Maksvelo lygtis. Neseniai aprašyti visi natūraliai magnetinių ir elektros jėgas. Tai yra, kodėl ji yra įrodyta, kad elektromagnetinių laukų sąveikos - pagrindinių gamtos jėgų. Taip pavyzdys - sunkio jėgos. Net moksleiviai žino apie universaliųjų gravitacija Isaaka Nyutona, kuris taip pat neseniai gavo tinkamą apibendrinimas Einšteino lygtis teisę, ir, atsižvelgiant į jo teorijos sunkumą, elektromagnetinio sąveikos jėga yra pagrindinis pobūdžio, taip pat.

Kažkada buvo manoma, kad yra tik tie du esminiai jėgos, bet mokslas išėjo į priekį, pamažu įrodyti, kad tai ne taip. Pavyzdžiui, su atomo branduolio atradimą mes turėjome pristatyti branduolinės energijos, arba kaip suprasti saugojimo dalelių viduje branduolio, principą, kodėl jie neturi išskrenda į visas puses koncepciją. Supratimas, kaip elektromagnetinė sąveika pobūdžio, padėjo išmatuoti branduolines pajėgas, studijuoti ir apibūdinti. Tačiau vėliau mokslininkai priėjo prie išvados, kad branduolinės jėgos yra antrinė ir daugeliu apraiškas, pavyzdžiui, Van der Valso jėgos. Tiesą sakant, tik tikrai pagrindinės jėgos, kurios teikia kvarkų bendrauti vieni su kitais. Tada - antrinis poveikis - yra tarp elektromagnetinių laukų protonai ir neutronų branduolio sąveika. Tikrai svarbus yra kvarkų sąveikos, Gliuonas keičiasi. Taigi buvo atrastas gamtos yra tikrai trečioji pagrindinė jėga.

Tęsinys istorija

Dalelių skilimas, sunkusis - ant lengvesni, ir jų irimo aprašoma naujų jėgų elektromagnetinio sąveika, kuri yra gerai pavadinimu - silpnosios sąveikos galios. Kodėl prasta? Kadangi elektromagnetiniai trukdžiai gamtoje yra daug stipresnis. Ir vėl, paaiškėjo, kad silpnų sąveikų teorija, todėl grakščiai pradėjo į pasaulio paveikslėlyje ir iš pradžių puikiai apibūdina elementariųjų dalelių skilimas, neatspindi tuos pačius postulatus, jei energija padidėjo. Štai kodėl senas teorija buvo pertvarkyta į kitą - iš silpnos sąveikos teorija, šį kartą pasirodė universali. Nors jis buvo pastatytas jis buvo tais pačiais principais, kaip ir teorija, aprašanti elektromagnetinio dalelių sąveika poilsio. Šiais laikais, yra keturi studijavo ir įrodyta fundamentalioji sąveika, ir penktasis - kelyje, apie jį ji ateis. Visi keturi - gravitacinė, stiprus, silpnas, elektromagnetinio - yra pastatytas ant vieno principo: jėgos generuoja tarp dalelių yra pasidalijimo Įgyvendinta nešikliu arba kitaip rezultatas - tarpininkauja sąveiką.

Kokios padėjėju? Ši fotono - be kietųjų dalelių masės, tačiau sėkmingai stato elektromagnetinių trukdžių tinkamai keistis apie elektromagnetinių bangų ar šviesos kvanto dydžiui. Elektromagnetinė sąveika atlieka fotonų į dalelės, kurios bendrauja su tam tikra jėga srityje, kaip laiką, ir gydo Kulono dėsnis. Yra vienas massless dalelių - Gluon, tai yra aštuoni veislių, tai padeda bendrauti kvarkų. Tai elektromagnetinė sąveika yra tarp mokesčių atrakcija, ir ji sako, kad stiprus. Taip, ir silpna sąveika yra ne be tarpininkų, su kuriais plieno dalelių masė daugiau nei, kad jie yra masyvi, kad yra sunki. Šis tarpinis vektoriaus Bozonas. Jų svoris, o svoris yra dėl to, kad sąveikos silpnumas. Gravitacija yra jėga mainai kvantinė gravitacijos lauke. Tai yra elektromagnetinės sąveikos dalelių atrakcija, ji vis dar nėra pakankamai ištirtas, net Graviton eksperimentiškai dar aptiko ir kvantinė gravitacija mes ne visai ten, ir tik todėl, kad mes turime ją apibūdinti dar negalima.

penktasis jėga

Mes laikomas keturių rūšių fundamentalioji sąveika: Stiprus, silpnas, elektromagnetinės, gravitacinės. Sąveika - tai keitimosi dalelių aktas, o ne simetrijos negali padaryti idėja, nes nėra sąveikos, kad nėra susijęs su juo. Tai lemia dalelių ir jų masės skaičius. Su miesto simetrijos masės yra visada lygus nuliui. Taigi, fotonų ir Gluon masė yra ne, jis yra lygus nuliui, Gravitonas - taip pat. Jei simetrija yra pažeistas, masė nustoja būti lygus nuliui. Tokiu būdu, tarpiniai vektoriaus bizonų turi masę, dėl to, kad simetrija yra pažeistas. Keturi fundamentalioji sąveika paaiškino viską, kad mes matyti ir jausti. Likusios pajėgos teigia, kad jų elektromagnetinis mova yra antrinė. Tačiau 2012 m buvo mokslo laimėjimas ir atrado dar vieną dalelę, kai išgarsino. Revoliucija mokslo pasaulyje jau organizavo Higso bozonas, kuris, kaip paaiškėjo atidarymo, taip pat tarnauja kaip tarp kvarkų ir leptonus sąveikos nešikliu.

Štai kodėl mokslininkai-fizikai dabar pasakyti, kad ten buvo penktadaliu jėga, tarpininkas iš kurių paaiškėjo, kad Higso bozonas. Simetrija yra suskirstytas čia: iš Higso bozonas turi masę. Taigi sąveikos numeris (modernių dalelių fizikos žodis pakeičiamas žodžiu "jėga") pasiekė penkių. Gal mes laukiame naujų atradimų, nes mes nežinome tiksliai, jei ten net be šių sąveikų. Labai galimas dalykas, kad mes sukūrėme, o šiandien šis modelis, atrodytų puikiai paaiškina visas reiškinius pastebėtus pasaulyje, ir yra ne visai baigtas. Ir galbūt, po tam tikro laiko bus naujų sąveikos ir naujų jėgų. Tokių tikimybė yra bent, nes mes labai palaipsniui sužinojo, kad ten šiuo metu žinoma fundamentalioji sąveika - stiprius, silpnus, elektromagnetinis, gravitacinė. Galų gale, jei ten yra supersimetrine dalelių, kurios yra aptariamos mokslo pasaulio prigimties, tai reiškia naują simetrijos egzistavimą, ir simetrija visuomet reiškia naujų dalelių, kurios tarpininkauja tarp jų atsiradimą. Taigi, mes girdime iš anksčiau nežinoma pagrindine jėga, kaip kažkada buvo nustebinti, sužinojus, kad yra, pavyzdžiui, elektromagnetinių, silpna sąveika. Žinios apie mūsų pačių prigimtis labai neišsami.

tarpusavio sąveika

Įdomiausia yra tai, kad bet kokia nauja sąveika būtinai turi lemti visiškai nežinoma reiškinys. Pavyzdžiui, jei nebūtume sužinojo apie silpna sąveika, mes niekada atrado žlugimo, o jei tai buvo ne mūsų žinių irimo, Nr branduolinės reakcijos tyrimas būtų buvę neįmanoma. Ir, jei mes ne apie branduolinių reakcijų, nesuprastų, kaip saulė šviečia mums. Galų gale, jei jis nebuvo blizgesį ir gyvenimas Žemėje nebūtų suformuota. Taigi, kad sąveikos buvimas rodo, kad tai yra gyvybiškai svarbu. Jei neegzistuoja stipri sąveika ir atominiai branduoliai nebūtų stabili. Dėl elektromagnetinio sąveikos Žemė gauna energiją iš saulės ir šviesos spinduliai, atvykstantys iš jo, šiltas planetą. Ir visi žinomi sąveika yra labai svarbus. Čia Higso, pavyzdžiui. Higso bozonas suteikia dalelių masę, sąveikaudamas su srityje, mes be jo nebūtų išgyvenęs. Ir kaip, be gravitacinės sąveikos likti ant planetos paviršiaus? Tai būtų neįmanoma ne tik mums, bet visai nieko.

Absoliučiai visi sąveikos, net ir tie, kad mes dar nežinome, yra būtina, kad viskas, kad žmonija žino, supranta ir ten myli. Ką mes galime žinoti? Taip, daug. Pavyzdžiui, mes žinome, kad protonų yra stabilus branduolys. Labai, mums labai svarbi, tai jos stabilumas, nes kitaip tas pats būdas nebūtų gyvenimas. Tačiau eksperimentai rodo, kad protonų gyvenimas - laiko vertės Limited. Ilgas, žinoma, 10 ³⁴ metų. Bet tai reiškia, kad anksčiau ar vėliau subyrės, o protonų, ir tai reikės šiek tiek naują jėgą, tai yra naujas sąveika. Prieš skilimo protonai jau egzistuoja teorija, kuri prisiėmė naują, daug didesnę simetrijos, todėl nauja sąveika gali egzistuoti iš kurių mes nežinome nieko.

Didysis susivienijimas

Gamtos vienybė yra vienintelis principas statybai visų pagrindinių sąveikų. Iškyla daug klausimų, susijusių su jų skaičiumi ir paaiškinti šiuo konkrečiu kiekio priežastis. Versijos čia pastatyta labai daug, ir jie yra labai skirtingi išvadas. Paaiškinkite tik tokį pagrindinių sąveikų visais įmanomais būdais buvimą, bet jie vienas principas pastato įrodymus. Visada labiausiai skirtingų rūšių sąveiką, mokslininkai bando sujungti į vieną. Todėl tokie teorijos ir teorijos vadinamas "Grand Vieningosios. Tarsi pasaulio medžio šakos: iš šakų gausa ir kamieno yra visada tas pats.

Tai todėl, kad visi šios teorijos projekto idėja. Visų žinomų sąveikos vieno šėrimo kamieno, kuris yra dėl simetrijos praradimo šaknis pradėjo išsišakoti ir suformavo įvairių pagrindines sąveikas, kurios mes galime stebėti eksperimentiškai. Ši hipotezė negalėjo būti patikrinta dar, nes jis reikalauja itin aukštos energijos fizikos eksperimentus neprieinama šiandien. Labai galimas dalykas, ir tai yra galimybė, kad mes niekada neturi šių energijų. Bet aplink šią kliūtį yra visai įmanoma.

išskyrus

Mes turime visatą, natūralų akceleratorių, ir visus procesus, kurie atsiranda jame, kad būtų galima patikrinti net drąsiausias hipotezes apie bendrų šaknų visų žinomų sąveikos. Kitas įdomus uždavinys suprasti sąveikas gamtoje yra gal net sudėtingesnė. Būtina suprasti, kaip siejasi sunkumą su kitomis gamtos jėgų. Tai yra fundamentalioji sąveika stovi kaip jį atskirai, nepaisant to, kad pagal statybos šios teorijos principas yra panašus į visų kitų.

Einšteinas mokėsi gravitacijos teoriją, bando susieti jį su elektromagnetizmo. Nepaisant tariamas realybės išspręsti šią problemą, tada teorija dar neįvyko. Dabar žmonija žino šiek tiek daugiau, bent jau mes žinome apie stipriąsias ir silpnąsias sąveikas. Ir jei dabar baigti statyti vieningą teoriją, tai tikrai vėl įtakos žinių stoką. Iki šiol nepavyko įdėti sunkumą ant susilygino su kitų sąveikų, nes visi paklusti įstatymams diktuoja kvantinės fizikos bei sunkumą - ne. Pagal kvantinės teorijos, visi dalelės yra tam tikros srityje su quanta. Bet kvantinė gravitacija neegzistuoja, bent jau kol kas. Tačiau jau atrado sąveikų skaičių kartoja garsiai apie tai, kas gali būti ne bet koks vieno schema.

elektrinis laukas

Atgal į 1860 didysis XIX a fizikas James Clerk Maxwell pavyko sukurti teoriją paaiškinti elektromagnetinės indukcijos. Kai į magnetinio lauko pokytis tam tikru erdvėje elektrinis laukas. Jei šis laukas yra rasti uždarą dirigentas, indukcija srovė teka elektros srityje. Jo teorija elektromagnetinių laukų Maksvelo įrodo, kad tikėtiną atvirkštinis procesas: jei pokytis laike elektrinis laukas į tam tikrą tašką erdvėje bus reikalaujama magnetinį lauką. Taigi bet kokie pokyčiai gali sukelti įvairaus elektrinį lauką, ir galite gauti į elektros kintamosios magnetinio lauko pokytį magnetinio lauko laiku. Šie kintamieji, sukurti vieni kitiems organizuojamuose vieningą srityje laukus - elektromagnetinio.

Svarbiausias rezultatas, kuris išplaukia iš formulių Maksvelo teorija - numatymo, kad ten yra elektromagnetinės bangos, t.y. dauginamosios elektromagnetinį lauką laike ir erdvėje. Elektromagnetinio lauko šaltinio yra juda pagreitis elektros mokesčiams. Skirtingai nuo akustinio (elastinės) elektromagnetinių bangų gali skleisti bet kokia medžiaga, net vakuume. Elektromagnetinių trukdžių vakuume sklinda su šviesos greitis (C = 299 792 kilometrų per sekundę). Bangos ilgis gali būti skirtingi. Elektromagnetinės bangos iš dešimties tūkstančių metrų iki 0,005 metrų - tai radijo bangos, naudojamos informacijai perduoti mums, kad yra už tam tikrą atstumą be jokių laidų signalas. Sukurta radijo bangų aukšto dažnio srovę, kuri teka į anteną.

Kas yra bangos

Jei elektromagnetinės spinduliuotės ilgis svyruoja nuo 0,005 mikrometrų 1 metro, t.y. tuos, kurie yra tarp matomos šviesos bangų diapazone ir radijo - yra infraraudonųjų spindulių. Jo išskiria visi šildomos įstaigos: baterijos, krosnys, kaitinamosios lempos. Specialūs prietaisai konvertuoti infraraudonuosius spindulius į matomos šviesos, gauti vaizdus objektų, kurie išskiria ją, net absoliučios tamsos. Matoma šviesa skleidžia 770 iki 380 nanometrų bangos - spalva keičia spalvą iš raudonos iki raudonos. Šis spektro dalis turi žmogaus gyvenime itin svarbu, nes didelė dalis informacijos apie pasaulį gauname per viziją.

Jei elektromagnetinė spinduliuotė turi bangos ilgis yra mažesnis nei purpurinės spalvos yra ultravioletinė šviesa, kuri naikina bakterijas. X-spinduliai yra ne matoma akies. Jie vargu ar sugerti matomos šviesos nepermatomas sluoksnių medžiagos. Rentgeno diagnozuotas ligas vidaus organų žmonėms ir gyvūnams. Jei elektromagnetinis spinduliavimas yra generuojamas sąveikaujant elementariųjų dalelių kietosios dalelės ir sužadinimo branduolių, gautas gama spinduliuotės. Tai labiausiai platus elektromagnetinio spektro, nes ji yra ne tik aukštos energijos. Gama spinduliuotė gali būti minkštas ir kietas: energijos kitimas per atomų branduoliais - minkštas, ir branduolinių reakcijų - griežta. Šie spinduliai lengvai traukti žemyn molekules ir biologines savybes. Didžiosios laimė, kad gama spindulių atmosferoje negali gauti per. Laikytis gama spindulių iš kosmoso gali būti. Labai aukštų energijos elektromagnetinis sąveika sklinda tokiu greičiu, glaudžiai į šviesos: gama kvantai sutraiškyti branduolio atomų, kad juos į daleles, sklaidos skirtingomis kryptimis. Stabdant, jie skleidžia šviesą, matomą specialiuose teleskopus.

Iš praeities - į ateitį

Elektromagnetinės bangos, kaip jau buvo minėta, prognozuojama Maxwell. Jis kruopščiai studijavo ir bandė tiki matematikos šiek tiek naivūs nuotraukos Faradėjaus, dėl kurių buvo vaizduojamas magnetinės ir elektriniai reiškiniai. Tai buvo Maksvelo atrado simetrijos trūksta. Ir kad jis galėjo įrodyti lygtis, kad kintamosios elektros laukai generuoti magnetinį ir atvirkščiai skaičių. Tai paskatino jį tiki, kad tokia laukus ir atsiskirti nuo laidininkai yra perkeliami per vakuume, kai milžinišką greitį. Ir jis suprato, kad. Greitis buvo artimas trohstam tūkstančius kilometrų per sekundę.

Štai Sąveika teorija ir eksperimentas. Pavyzdys yra anga, pro kurią mes sužinojome apie elektromagnetinių bangų egzistavimą. Be atėjo kartu su Fizikos visiškai nevienalyčių sąvokų Pagalba - magnetizmo ir elektros, nes jis yra fizinis reiškinys ta pačia tvarka, tik skirtingose pusėse juo yra komunikacijos. Teorijos yra išdėstyti vienas už kito, ir visi iš jų yra glaudžiai susijęs su vienas kitą: iš elektrosilpnojoje sąveikos teorija, pavyzdžiui, kai tas pats pozicija aprašytą silpna branduolinės jėgos ir elektromagnetinis, ir tt Visa tai sujungia kvantinė chromodinamika, apimantis stiprių ir elektrosilpnojoje sąveiką (čia, tikslumo o mažesnės, tačiau operacija tęsiasi). Intensyviai studijavo tokiose srityse fizikai, kaip kvantinės gravitacijos ir stygų teorija.

išvados

Pasirodo, kad erdvė aplink mus visiškai persmelkia elektromagnetinės spinduliuotės: žvaigždžių ir saulės, mėnulio ir kitų dangaus kūnų, tai yra pati Žemė, ir kiekvienas telefonas yra žmogaus rankų, o antena stotys - visa tai skleidžia elektromagnetines bangas skirtingų pavadinimų , Priklausomai nuo svyravimų dažnį, kuris spinduliuoja objektas skiriasi infraraudonųjų spindulių, radijas, matomos šviesos, bio-lauko spinduliai, X spinduliai ir pan.

Kai elektromagnetinio lauko yra paskirstytos, ji tampa elektromagnetinės bangos. Ji yra tiesiog neišsenkantis energijos šaltinis, vibruoti elektros mokesčius molekulių ir atomų. Ir jei mokestis vibruoja, jo judesio pagreitėja, todėl skleidžia elektromagnetines bangas. Jei magnetinio lauko pokyčių, lauke yra sužadinami elektros verpetą, kuris, savo ruožtu, sužadina magnetinį sūkurinės lauką. Procesas vyksta per erdvę, apimančią vieną tašką po kito.