ذرات تعامل الکترومغناطیسی

تعامل الکترومغناطیسی اساسی و اصول که در آن ساخته شده است - این مقاله در آنچه نیروهای طبیعت به نام نگاه. نیز وجود دارد در مورد امکان وجود روش های جدید برای مطالعه این موضوع گفته شود. در مدرسه در کلاس های فیزیک، دانش آموزان با یک توضیح از مفهوم "زور" مواجه شده است. آنها یاد می گیرند که قدرت می تواند بسیار متنوع - نیروی اصطکاکی، نیروی گرانش، خاصیت ارتجاعی و استحکام بسیاری از مشابه است. نه همه آنها می تواند اساسی نامیده می شود، به عنوان است که اغلب پدیده نیروی دوم (نیروی اصطکاکی، برای مثال، با تعامل خود را از مولکول). تعامل الکترومغناطیسی همچنین می توانید ثانویه باشد - به عنوان یک نتیجه. فیزیک مولکولی به عنوان مثال از نیروی واندروالسی می دهد. همچنین نمونه های بسیاری و فیزیک ذرات بنیادی می دهد.

در طبیعت،

من می خواهم برای رسیدن به جوهر از فرآیندهای در طبیعت رخ می، به عنوان آن را با ما در تعامل الکترومغناطیسی کار می کنند. دقیقا چه نیروی بنیادی تعیین کننده است که تمام نیروهای ثانویه آن ساخته شده است؟ همه می دانند که برهم کنش الکترومغناطیسی، یا، به عنوان آن را به نام، برق اساسی است. این است که با قانون کولن، که تعمیم خود را ناشی از معادلات ماکسول مشهود است. اخیر، تمام نیروهای مغناطیسی و الکتریکی به طور طبیعی توصیف می کنند. به همین دلیل است ثابت شده است که تعامل میدان های الکترومغناطیسی - نیروهای بنیادین طبیعت. در مثال زیر، - نیروی گرانش. حتی بچه های مدرسه در مورد قانون گرانش جهانی Isaaka Nyutona، که او نیز به تازگی یک تعمیم مناسب از معادلات انیشتین با توجه به نظریه گرانش خود را می دانید، و،، نیروی برهم کنش الکترومغناطیسی اساسی در طبیعت است، بیش از حد.

یک زمانی اعتقاد بر این بود که تنها این دو نیروی بنیادی وجود دارد، اما علم جلو آمد، به تدریج اثبات این است که این طوری نیست. به عنوان مثال، با کشف هسته اتم در حال به معرفی مفهوم از انرژی هسته ای، و یا چگونه به درک اصل احتباس ذرات درون هسته، به همین دلیل آنها را در تمام جهات پرواز دور. درک این که چگونه تعامل الکترومغناطیسی در طبیعت، اندازه گیری نیروهای هسته ای، به مطالعه و توصیف کمک کرده است. پس از آن، با این حال، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که نیروهای هسته ای متوسطه و در تظاهرات بسیاری مانند نیروی واندروالسی می آمد. در واقع، نیروهای تنها واقعا اساسی است که ارائه کوارک با یکدیگر تداخل می کنند. پس از آن - که اثر ثانویه - تعامل بین میدان های الکترو مغناطیسی پروتون ها و نوترون ها در هسته است. واقعا اساسی تعامل کوارکها است، گلوئونها رد و بدل. بنابراین در طبیعت کشف شد است که واقعا نیروی بنیادی سوم.

ادامه داستان

ذرات بنیادی پوسیدگی، سنگین - در سبک تر، و پوسیدگی آنها را توصیف قدرت جدید از برهم کنش الکترومغناطیسی است که به خوبی به نام - قدرت تعامل ضعیف است. چرا فقیر؟ از آنجا تداخل الکترومغناطیسی در طبیعت بسیار قویتر است. و دوباره، معلوم شد که نظریه تعامل ضعیف است، بنابراین به آرامی در تصویر از جهان را آغاز کرده است و در اصل کاملا توصیف فروپاشی ذرات بنیادی، از اصول موضوعه همان منعکس نمی کند، اگر انرژی افزایش یافته است. به همین دلیل است تئوری قدیمی است به یکی دیگر از دوباره طراحی شده است - یک نظریه از تعامل ضعیف، این بار ثابت می شود جهانی است. اگر چه آن ساخته شده بود آن را در اصول همان بقیه از نظریه توصیف برهم کنش الکترومغناطیسی ذرات بود. در دوران مدرن، چهار فعل و انفعالات مورد مطالعه و ثابت اساسی و پنجم وجود دارد - در راه است، در مورد او آن خواهد آمد. همه چهار - - گرانشی، قوی، ضعیف، الکترومغناطیسی بر روی یک اصل واحد ساخته شده است: نیروی تولید بین ذرات در نتیجه یک به اشتراک گذاری اجرا حامل، و یا در غیر این صورت - واسطه تعامل.

چه نوع از یک دستیار؟ این فوتون - بدون جرم ذره، اما با این حال موفقیت ایجاد تداخل الکترومغناطیسی با توجه به تبادل کوانتومی امواج الکترومغناطیسی یا کوانتوم نور. تعامل الکترومغناطیسی است که توسط فوتون در زمینه ذرات باردار، که با یک نیروی خاص در ارتباط هستند، انجام به عنوان زمان آن و قانون کولن رفتار می کند. یکی ذره ی بدون جرم وجود دارد - گلوئون، آن را تا هشت رقم، آن کمک می کند تا ارتباط برقرار کوارک. این برهم کنش الکترومغناطیسی جاذبه بین دو شارژ است، و آن گفته می شود قوی است. بله، و نیروی هستهای ضعیف است بدون واسطه، که با فولاد ذرات با جرم بیشتر از آن، آنها عظیم هستند، که سنگین است. این بوزون بردار متوسط. وزن خود و وزن است که به علت ضعف تعامل. جاذبه مبادلات نیروی میدان گرانشی کوانتومی است. این است که جاذبه های این برهم کنش الکترومغناطیسی ذرات، آن است که هنوز به اندازه کافی مورد مطالعه قرار، حتی گراویتون تجربی هنوز تشخیص داده نشده است، و گرانش کوانتومی ما کاملا وجود ندارد، و فقط به خاطر اینکه ما باید آن را می توانید توصیف نشده است.

نیروی پنجم

قوی، ضعیف، الکترومغناطیسی، گرانشی: ما چهار نوع از تعاملات اساسی در نظر گرفته. تعامل - یک عمل تبادل ذرات، و هیچ ایده تقارن نمی تواند انجام دهد، چرا که هیچ تعامل است که با آن همراه نیست. آن را تعیین تعداد ذرات و جرم آنهاست. با تقارن دقیق جرم همیشه صفر است. بنابراین، فوتون و جرم گلوئون است نیست، آن را به صفر، این گراویتون برابر است - بیش از حد. اگر تقارن شکسته است، جرم متوقف به صفر باشد. بنابراین، گاومیش کوهان دار امریکایی بردار متوسط دارای جرم، به دلیل تقارن شکسته است. چهار نیروی بنیادی هر آنچه را که ما می بینیم و احساس است. نیروهای باقی مانده می گویند که الکترومغناطیسی جفت خود ثانویه است. با این حال، در سال 2012 بود که دستیابی به موفقیت در علم وجود دارد و ذرات دیگر، یک بار معروف ساخته شده بود کشف شد. انقلاب در جهان علمی از افتتاح بوزون هیگز، که، همانطور که معلوم شد سازماندهی کرده است، همچنین به عنوان یک حامل از تعامل بین کوارک ها و لپتون عمل می کند.

به همین دلیل است دانشمندان فیزیکدانان اکنون می گویند که یک نیروی پنجم، واسطه که تبدیل به بوزون هیگز وجود دارد. تقارن در اینجا شکسته است: از بوزون هیگز دارای جرم. بنابراین، تعداد فعل و انفعالات (کلمه در فیزیک ذرات مدرن است که توسط کلمه "نیروی" جایگزین) پنج تن رسیده است. شاید ما در حال انتظار برای اکتشافات جدید، از آنجایی که ما نمی دانیم که دقیقا اگر جدا از این فعل و انفعالات. بسیار ممکن است که ما ساخته شده است، و امروز این مدل، آن را کاملا به نظر می رسد همه پدیده های مشاهده شده در جهان را توضیح می دهد، و کامل نیست. و شاید، بعد از مدتی وجود خواهد داشت تعاملات جدید و قدرت های جدید. احتمال چنین است که حداقل وجود دارد چرا که ما بسیار به تدریج به دست که وجود دارد در حال حاضر نیروی بنیادی شناخته شده است - قوی، ضعیف، الکترومغناطیسی، گرانشی است. پس از همه، اگر در ماهیت ذرات متقارن، که در جهان وجود دارد علمی مورد بحث قرار، به این معنی وجود یک تقارن جدید، و تقارن همیشه مستلزم ظهور ذرات جدید که بین آنها واسطه. بنابراین، ما از یک نیروی اساسی ناشناخته را بشنود، به عنوان یک بار تعجب به یاد بگیرند که وجود دارد، برای مثال، الکترومغناطیسی، تعامل ضعیف است. دانش در مورد طبیعت خود ما بسیار ناقص است.

اتصال

جالب ترین چیز این است که هر گونه تعامل جدید لزوما باید به یک پدیده کاملا ناشناخته منجر شود. برای مثال، اگر ما در مورد تعامل ضعیف بود به دست نیست، ما هرگز از سقوط را کشف کرده اند، و اگر آن را در دانش ما از فروپاشی نیست، هیچ مطالعه واکنش های هسته ای غیر ممکن بود. و اگر ما از واکنش های هسته ای آگاه نبودند، نمی خواهد درک چگونگی خورشید می درخشد بر ما. پس از همه، اگر آن را روشن نیست، و زندگی بر روی زمین تشکیل نخواهد شد. به طوری که حضور تعامل نشان می دهد که آن را مهم و حیاتی است. اگر تعامل قوی وجود ندارد، و هسته های اتمی نخواهد بود با ثبات است. با توجه به برهم کنش الکترومغناطیسی زمین انرژی را از خورشید دریافت می کند، و پرتوهای نور پس از رسیدن از او، گرم این سیاره است. و همه فعل و انفعالات شناخته شده ضروری است. در اینجا هیگز، برای مثال. بوزون هیگز فراهم می کند جرم ذره با تعامل با این زمینه، ما بدون آن جان سالم به در نیست. و چگونه، بدون تعامل گرانشی بر روی سطح این سیاره باقی بماند؟ این غیر ممکن خواهد بود نه تنها برای ما، اما هیچ چیز در همه.

کاملا تمام تداخلات، حتی کسانی که ما هنوز نمی دانیم که، باید به همه چیز که بشریت می داند، می فهمد و دوست دارد وجود دارد. چه کاری می تواند ما می دانیم؟ بله، بسیاری. به عنوان مثال، ما می دانیم که پروتون در هسته پایدار است. بسیار، برای ما بسیار مهم است، این ثبات آن، در غیر این صورت به همان شیوه می شود وجود ندارد زندگی است. اما آزمایشات نشان می دهد که زندگی پروتون - ارزش زمان محدود. طولانی، البته، 10 ³⁴ سال است. اما به این معنی که دیر یا زود سقوط از هم جدا، و پروتون، و این نیروی جدید نیاز است که یک تعامل جدید است. علیه واپاشی پروتون در حال حاضر نظریه که یک روش جدید، درجه بسیار بالاتر از تقارن فرض وجود داشته باشد، بنابراین، تعامل جدید ممکن است وجود داشته باشد که ما هیچ چیز نمی دانم.

اتحاد بزرگ

وحدت طبیعت تنها اصول ساخت و ساز از فعل و انفعالات اساسی است. بسیاری از سوالات در رابطه با تعدادی از آنها بوجود می آیند و توضیح دلایل این مقدار خاص است. نسخه های ساخته شده در اینجا بسیاری از بزرگ، و آنها در نتیجه گیری رسیده است بسیار متفاوت هستند. توضیح وجود چنین تعدادی از تعاملات اساسی در تمام راه های ممکن، اما آنها یک اصل واحد ساخت و ساز شواهد هستند. همیشه انواع مختلف از فعل و انفعالات، محققان در حال تلاش برای ادغام را به یکی. بنابراین این نظریه و نظریه به نام بزرگ یکپارچه. همانطور که اگر شاخه های درخت جهان: کثرت از شاخه ها، و تنه است همیشه یکسان است.

دلیلش این است که همه این نظریه ها وحدت ایده وجود دارد. ریشه همه فعل و انفعالات شناخته شده از یک تغذیه یک تنه است که به دلیل از دست دادن تقارن شروع به شعبه و فعل و انفعالات گوناگون اساسی، که ما به طور تجربی می توانید مشاهده شکل گرفته است. این فرضیه نمی تواند هنوز تایید شود، چرا که نیاز فیزیک انرژی بسیار بالا، آزمایش های امروز غیر قابل دسترس. بسیار ممکن است، و این گزینه ای است که ما باید در اختیار داشتن این انرژی هرگز نمی باشد. اما در اطراف این مانع کاملا امکان پذیر است.

جدا

ما یک جهان، شتاب دهنده طبیعی، و تمام فرآیندهای است که در آن رخ می دهد، آن را ممکن است برای بررسی حتی فرضیه شجاعانه ترین مورد ریشه های مشترک از فعل و انفعالات شناخته شده است. یکی دیگر از کار جالب از درک فعل و انفعالات در طبیعت است شاید حتی پیچیده تر است. آن را به درک چگونگی ارتباط گرانش با نیروهای دیگر از طبیعت ضروری است. این یک تعامل اساسی عنوان آن می ایستد به طور جداگانه، با وجود این واقعیت است که با توجه به اصول ساخت و ساز از این نظریه مشابه به دیگران است.

مطالعه اینشتین نظریه ی گرانش، تلاش برای پیوند با الکترومغناطیس. با وجود این واقعیت ظاهری برای حل این مشکل، پس از آن نظریه هنوز اتفاق افتاده است. حالا انسان می داند کمی بیشتر، حداقل ما در مورد تعامل قوی و ضعیف می دانم. و اگر در حال حاضر ساخت و ساز کامل از نظریه یکپارچه، قطعا آن را دوباره از فقدان دانش تاثیر می گذارد. تا کنون موفق به قرار گرانش در تاریخ همتراز با فعل و انفعالات دیگر، از آنجا که همه اطاعت از قوانین دیکته شده توسط فیزیک کوانتومی و گرانش - هیچ. توجه به نظریه کوانتومی، تمام ذرات کوانتوم یک زمینه خاص است. اما گرانش کوانتومی وجود ندارد، حداقل هنوز رتبهدهی نشده. با این حال، تعداد فعل و انفعالات در حال حاضر کشف صدای بلند در مورد آنچه می تواند هر طرح نه تنها تکرار می شود.

میدان الکتریکی

بازگشت در سال 1860 بزرگ قرن نوزدهم فیزیکدان جیمز کلرک ماکسول در ایجاد یک نظریه برای توضیح القای الکترومغناطیسی موفق شد. هنگامی که یک تغییر در میدان مغناطیسی در یک نقطه خاص در فضای یک میدان الکتریکی. اگر این زمینه پیدا هادی بسته، جریان القایی جریان در میدان الکتریکی است. نظریه خود را از میدان های الکترومغناطیسی ماکسول ثابت می کند که روند معکوس به احتمال زیاد: اگر تغییر در زمان میدان الکتریکی در یک نقطه خاص در فضای مورد نیاز خواهد بود میدان مغناطیسی است. بنابراین هر تغییر می تواند یک میدان الکتریکی متغیر می شود، و می تواند یک تغییر در میدان مغناطیسی متناوب برق در زمان میدان مغناطیسی به دست آورد. این متغیرها، تولید هر یک از زمینه های دیگر برگزار شده توسط میدان واحد - الکترومغناطیسی.

نتیجه مهم است که از فرمول نظریه ماکسول زیر - یک پیش بینی که امواج الکترومغناطیسی وجود دارد، به عنوان مثال تبلیغ میدان الکترومغناطیسی در زمان و فضا. منبع از میدان الکترومغناطیسی هستند در حال حرکت با اتهامات شتاب الکتریکی. بر خلاف آکوستیک (الاستیک) امواج الکترومغناطیسی می تواند در هر ماده حتی در خلاء منتشر،. تداخل الکترومغناطیسی در خلاء منتشر با سرعت نور (c = 299 792 کیلومتر در ثانیه). طول موج ممکن است متفاوت باشد. امواج الکترومغناطیسی از ده هزار متر به 0005 متر - این است که امواج رادیویی استفاده می شود که برای انتقال اطلاعات به ما، که سیگنال را برای یک فاصله خاص بدون هر گونه سیم است. امواج رادیویی ایجاد شده در جریان فرکانس بالا است که در آنتن جریان می یابد.

امواج چیست

اگر طول تابش الکترومغناطیسی در محدوده 0.005 میکرومتر تا 1 متر، به عنوان مثال کسانی که در محدوده بین امواج نوری و رادیویی قابل مشاهده هستند - اشعه مادون قرمز است. منتشر می کنند تمام بدن او گرم: باطری، اجاق گاز، لامپ های رشته ای. دستگاه های ویژه تبدیل اشعه مادون قرمز را به نور مرئی، برای به دست آوردن تصاویر از اشیاء است که آن را منتشر می کنند، حتی در تاریکی مطلق است. نور مرئی با طول موج 770-380 نانومتر ساطع می کند - رنگ تبدیل می شود از قرمز به بنفش. این بخشی از طیف است برای زندگی انسان از اهمیت زیادی برخوردار است، چرا که بخش بزرگی از این اطلاعات را در مورد جهان ما از طریق بینایی دریافت خواهید کرد.

اگر تابش الکترومغناطیسی طول موج کمتر از رنگ بنفش نور ماوراء بنفش است که باکتری ها را می کشد. اشعه X به چشم قابل رویت نیست. آنها به سختی جذب نور مرئی از لایه های مبهم از مواد است. اشعه ایکس به بیماری های اندام های داخلی انسان و حیوانات تشخیص داده میشود. اگر تابش الکترومغناطیسی با تعامل ذرات بنیادی تولید شده و منتشر شده توسط هسته هیجان زده به دست آمده توسط اشعه گاما. این بیشتر در طیف گسترده ای از طیف الکترومغناطیسی است دلیل آن است که به انرژی های بالا محدود نمی شود. اشعه گاما می تواند نرم و سخت: انتقال انرژی درون هسته های اتمی - نرم، و در واکنش های هسته ای - سفت و سخت. این اشعه به راحتی جلو و پایین مولکول ها و ویژگی های بیولوژیکی. شادی بزرگ که در جو از اشعه گاما می توانید از طریق. مشاهده اشعه گاما از فضا می تواند باشد. در انرژیهای بسیار بالا تعامل الکترومغناطیسی انتشار با سرعت نزدیک به نور: گاما اتم کوانتوم له هسته، شکستن آنها را به ذرات، پراکندگی در جهات مختلف. وقتی که ترمز، آنها نور، تلسکوپ مخصوص قابل مشاهده منتشر می کنند.

از گذشته - آینده

امواج الکترومغناطیسی، به عنوان گفته شده، پیش بینی شده توسط ماکسول. او به دقت مطالعه و سعی کردم به در ریاضیات تصاویر کمی ساده و بی تکلف فارادی، که در آن پدیده های مغناطیسی و الکتریکی به تصویر کشیده شد اعتقاد دارند. این بود ماکسول کشف عدم تقارن است. و او قادر به اثبات تعدادی از معادلات که متناوب میدان الکتریکی تولید عکس مغناطیسی و معاون بود. این باعث شد او به این باور است که چنین زمینه و جدا از هادی از طریق یک خلاء با برخی از سرعت غول نقل مکان کرد. و او آن را نمیفهمد. سرعت نزدیک به trohstam هزاران کیلومتر در ثانیه بود.

که نظریه تعامل و آزمایش است. به عنوان مثال باز کردن که از طریق آن ما در مورد وجود امواج الکترومغناطیسی به دست است. در آن با هم با کمک فیزیک مفاهیم کاملا ناهمگن آمد - مغناطیس و الکتریسته، به عنوان آن یک پدیده فیزیکی از همان نظم است، فقط طرف های مختلف از آن را در ارتباط هستند. نظریه ها را مرتب کند یکی در پشت دیگری، و همه آنها را از نزدیک مرتبط به یکدیگر هستند: نظریه تعامل الکتروضعیف، برای مثال، که در آن سمت توسط نیروی ضعیف هسته ای و الکترومغناطیسی، و غیره همه این ترکیب کرومودینامیک کوانتومی، پوشش تعامل قوی و الکتروضعیف (در اینجا، دقت توصیف در حالی که کمتر اما این عملیات ادامه). به شدت مناطق مورد مطالعه از جمله فیزیکدانان گرانش کوانتومی و نظریه ریسمان.

یافته

به نظر می رسد که فضای اطراف ما به طور کامل با تابش الکترومغناطیسی نفوذ: ستاره ها و خورشید، ماه و دیگر اجرام آسمانی، آن زمین به خودی خود، و هر گوشی در دست مرد، و ایستگاه های آنتن است - این همه امواج الکترومغناطیسی از نام های مختلف . بسته به فرکانس نوسان، که تابش جسم متفاوت مادون قرمز، رادیو، نور مرئی، اشعه زیستی زمینه، اشعه X و مانند آن.

زمانی که یک میدان الکترومغناطیسی توزیع شده است، آن را یک موج الکترومغناطیسی است. این است که به سادگی یک منبع پایان ناپذیر انرژی، ارتعاش بارهای الکتریکی از مولکول ها و اتم. و در صورتی که اتهام نوسان، حرکت آن شتاب است، و در نتیجه امواج الکترومغناطیسی ساطع می کند. اگر تغییرات میدان مغناطیسی، میدان است توسط گرداب های برقی که به نوبه خود، به هیجان زمینه گرداب مغناطیسی. این روند می رود از طریق فضا، با استقبال از یک نقطه پس از دیگری.