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电磁相互作用粒子
本文将着眼于所谓自然的力量 - 基本电磁相互作用,并在其上构建的原则。 也会有被告知的新办法,这一课题的研究中存在的可能性。 在物理课的学校,学生都面临着“力”这一概念的解释。 他们学习的动力是非常多样的 - 的摩擦力,重力,弹性和许多类似的强度的力量。 不是所有的人可以被称为重要的,因为很经常的次级力的现象(摩擦力,例如,与它的分子的相互作用)。 电磁相互作用也可继发 - 作为结果。 分子物理给人的范德华力的例子。 还给出了很多例子和基本粒子物理学。
在自然界中,
我想获得在自然界中发生的过程的本质,因为它使我们工作的电磁相互作用。 到底是什么决定都建立了自己的二次军队的根本力量? 大家都知道,电磁相互作用,或者,因为它是所谓的,电力是根本。 这是由库仑定律,它有自己的推广从麦克斯韦方程所产生证明。 最近描述了所有自然发生的磁场和电场力。 这就是为什么它被证明电磁场的作用 - 大自然的基本力量。 下面的例子 - 地心引力。 即使学生知道万有引力Isaaka Nyutona,谁最近也得到了爱因斯坦方程的正确概括的法律,并根据他的引力理论,电磁相互作用力是根本性的,太。
曾几何时,人们认为只有这两个基本因素,但科学出面,逐渐证明并非如此。 例如,与原子核的发现,我们不得不采用核动力,或如何理解核,粒子内部的保留的原则,为什么他们没有在各个方向飞走的概念。 了解如何在自然界电磁相互作用,帮助测量核力量,研究和描述。 随后,然而,科学家们得出的结论是核力量是次要的,而且在许多表现形式,如范德华力。 事实上,提供夸克只有真正的基本力量互相影响。 然后 - 继发效应 - 是在细胞核中的质子和中子的电磁场之间的相互作用。 真正根本的是夸克之间的相互作用,胶子交换。 因此,在本质上具有发现真的是第三个根本力量。
故事的延续
基本粒子衰变,重 - 对更轻,其衰变描述了电磁相互作用,这是很好命名的新力量 - 弱相互作用的力量。 为什么穷? 因为在自然界电磁干扰强得多。 再次,事实证明,弱相互作用的理论,所以优雅地在世界上的图片走上和原来完全描述了基本粒子的衰减,并不能反映同样的公设,如果能量增加。 这就是为什么旧理论进行了重新设计,以另一种 - 弱相互作用的理论,这一次被证明是普遍的。 虽然它建是同样的原理为理论描述粒子的电磁相互作用的其余部分。 在近代,有四个研究,证明基本相互作用,而第五 - 在路上,关于他会来的。 所有四种 - 重力,强,弱,电磁 - 是建立在一个原则:在颗粒间产生的力是一个共享实现的载体,否则的结果 - 调解作用。
什么样的助手? 这种光子 - 没有粒子的质量,但仍然成功地构建由于交换的电磁波或光量子的量子电磁干扰。 电磁相互作用是通过在光子带电粒子,其以一定的力通信领域中进行,作为时间和它对待库仑定律。 有一个无质量粒子 - 胶子,它有八个品种,它有助于沟通夸克。 此电磁相互作用是电荷之间的吸引力,并且它被认为是强。 是的, 弱相互作用 也不是没有中介机构,与钢粒子的质量还不止这些,他们是巨大的,这是沉重的。 此中间载体玻色子。 他们的体重和体重是由于相互作用的弱点。 重力是力量的交流量子引力场。 这是粒子的电磁相互作用的吸引力,它仍然是不够的研究,甚至没有引力实验还发现,和量子引力,我们都不太有,只是因为我们有来形容它尚不能。
第五种力
我们考虑四种基本相互作用:强,弱,电磁,重力。 互动 - 是颗粒交换的行为,并没有对称不能做的想法,因为没有一个不与它相关联的交互。 它确定颗粒和它们的质量的数量。 随着质量的精确对称始终为零。 所以,光子和胶子的质量是不是,它是等于零,引力 - 太多。 如果对称性破缺,质量不再是零。 因此,中间矢量野牛具有质量,这是因为对称被打破。 四种基本相互作用解释说,我们看到和感受到的一切。 其余的部队说,他们的电磁耦合是次要的。 然而,在2012年,在科学的突破,并发现了另一个粒子,曾经唱红。 在科学界的一次革命组织了希格斯玻色子,其中,因为它原来的开放,也作为夸克和轻子之间的相互作用的载体。
这就是为什么科学家,物理学家现在说有五分之一的力量,中介,其中竟然是希格斯玻色子。 对称是这里被打破:从希格斯玻色子有质量。 因此,相互作用的数量(在现代粒子物理学这个词是由单词“力”所取代)已经达到了五位。 也许我们都在等待新的发现,因为我们不知道究竟是否有甚至从这些互动分开。 这是非常可能的,我们已经建立了,今天这个模型中,它会很好似乎解释世界观察到的一切现象,而不是相当完整。 也许,一段时间后会出现新的互动和新的力量。 这样的概率至少有因为我们非常渐渐了解到,目前有已知的基本相互作用 - 强,弱,电磁,重力。 毕竟,如果存在超对称粒子,这是在科学界讨论的性质,它意味着一个新的对称性的存在,和对称性总是需要在它们之间进行调解的新粒子的出现。 因此,我们听到了以前未知的根本力量的,因为一旦惊讶地得知,有,例如,电磁,弱相互作用。 知识对我们自己的本性非常不完整。
互连性
最有趣的是,任何新的交互必然导致完全未知的现象。 例如,如果我们没有了解的弱相互作用,我们就不会发现崩溃,如果我们腐烂的知识是不是,没有核反应的研究将是不可能的。 如果我们没有意识到核反应的,就不会了解太阳如何照耀着我们。 毕竟,如果它不发光,不会形成地球上的生命。 这样的相互作用的存在表明,这是非常重要的。 如果强相互作用不存在,原子核就不会稳定。 由于电磁相互作用地球从太阳获得的能量,并从他到达的光线,温暖的星球。 和所有已知的相互作用是必不可少的。 这里希格斯,例如。 希格斯玻色子通过与场的相互作用提供了粒子的质量,我们没有它可能就活不成了。 怎么样,没有引力相互作用留在地球的表面上? 它不仅对我们是不可能的,但什么都没有。
当然所有的互动,即使是那些我们还不知道,是一个必须,人类认识,理解和热爱那里的一切。 我们能知道什么? 是的,很多。 例如,我们知道,质子是原子核稳定。 非常,对我们来说非常重要,这其稳定性,否则同样的方式就没有生命。 然而,实验表明,质子生活 - 时间价值有限。 龙,当然,10 34年。 但这也意味着,迟早散架了,质子,而这将需要一些新的动力,这是一个新的交互。 反质子衰变已经存在的理论当做一个新的,更高程度的对称性,因此,一个新的交互可能存在,而我们什么都不知道。
大统一
自然的统一是建设的所有基本相互作用的唯一原则。 许多问题出现相对于它们的数量,并解释这个特定数量的原因。 此版本内置了大量的,他们是在得出的结论截然不同。 说明了这样一个数量在所有可能的方式基本相互作用的存在,但他们收集证据的一个原则。 总是最不同类型的相互作用,研究人员正试图合并成一个。 因此,这种理论和理论叫做大统一。 仿佛世界树枝:多个分支机构,与躯干始终是相同的。
这是因为有所有这些理论统一思想。 馈送的中继线,这是由于对称的损失的单个的所有已知的相互作用的根开始分支出来并形成各种基本相互作用,我们可以通过实验观察。 这种假设目前还无法核实,因为这需要今天人迹罕至极高能量物理,实验。 这是非常可能的,这是我们拥有这些能量的从来不是一个选项。 但是,解决这个障碍是完全可能的。
距离
我们有一个宇宙,自然的加速器,以及所有发生在它的过程,使其可以检查甚至对所有已知的相互作用的共同根源的最大胆的假设。 理解在自然界的相互作用另一个有趣的任务或许更复杂。 有必要了解如何与重力与自然的其他部队。 这是一个根本性的相互作用分别代表它,尽管根据施工这一理论的原理类似,所有其他人。
研究爱因斯坦引力理论,试图把它与电磁链接。 尽管看上去现实来解决这个问题,那么理论上还没有发生过。 现在,人类知道多一点,至少我们知道有关强相互作用和弱相互作用。 如果现在的统一理论的完整的建筑,它肯定会再次影响认识不足。 迄今为止没有把重心上与其他交互相提并论,因为所有的服从量子物理和重力所规定的法律 - 没有。 根据量子理论,所有的粒子都是某个领域的量子。 但量子引力中不存在,至少现在还没有。 然而,已经发现交互次数大声重复什么不能有任何单一的方案。
电场
早在1860年,伟大的十九世纪的物理学家詹姆斯·克拉克·马克斯韦尔成功地创造了一个理论来解释电磁感应。 当在磁场的变化在一定的点在空间中的电场。 如果该字段被发现封闭导体,所述感应电流在电场流动。 他的电磁场理论麦克斯韦证明,有可能相反的过程:如果在时间的变化在空间中的特定点的电场将需要的磁场。 因此,任何变化可导致变化的电场,并且能够获得在磁场时在交变磁场的变化。 这些变量,产生由统一场举办的各其他领域 - 电磁波。
从公式下面麦克斯韦理论最重要的结果 - 一个预测有电磁波,即,在时间和空间中传播的电磁场。 电磁场的源极 与加速度电荷移动。 不同于声(弹性)的电磁波可以在任何材料中传播,即使在真空中。 在真空中的电磁干扰与光(C =每秒299792公里)速度传播。 波长可以是不同的。 从万米以0005米电磁波 - 这是用来将信息传送到我们的无线电波,也就是在没有任何导线有一定的距离的信号。 在,在天线流入高频电流而产生的无线电波。
什么是波
如果电磁辐射的长度的范围从0.005微米至1米,即那些在可见光和无线电波之间的范围 - 是红外辐射。 他发出的所有加热体:电池,炉具,白炽灯。 特殊装置将红外线辐射转换成可见光,从而获得发射它,即使在完全黑暗的物体的图像。 可见光发射的770至380纳米的波长 - 颜色变成从红色到紫色。 频谱的这部分对人类的生命至关重要,因为关于这个世界的信息很大一部分我们收到通过视觉。
如果电磁辐射的波长小于紫色是杀死细菌紫外光。 X射线是没有肉眼可见的。 他们几乎不吸收材料的可见光不透明层。 X射线诊断人类和动物的内脏疾病。 如果电磁辐射由基本颗粒的相互作用所产生,并通过用γ射线获得的受激核发射。 这是最广泛在电磁波谱,因为它不限于高能量。 γ辐射可以是柔软,强韧:能量跃迁的原子核内 - 软,并在核反应 - 刚性的。 这些光线容易下拉分子和生物特征。 巨大的幸福,在伽玛射线的气氛也打不通。 从空间观察伽马射线即可。 在非常高的能量的电磁相互作用传播在接近光的速度:伽马量子压碎核原子,它们分解成颗粒,在不同的方向飞散。 当制动时,它们发光,在特殊的望远镜观测到。
从过去 - 未来
电磁波,正如人们所说的,通过麦克斯韦预测。 他仔细研究,并试图去相信数学稍微天真的图片法拉第,在磁性和电现象进行了描述。 这是麦克斯韦发现了缺乏对称性。 而且,他能够证明一个数字,交变电场产生磁场,反之亦然方程。 这使他相信,这样的领域和分离从导体通过与一些巨头速度真空移动。 他想通了。 速度接近trohstam每秒数千公里。
这是互动的理论和实验。 一个例子是,通过它,我们了解了电磁波的存在开幕。 在它的物理完全异类概念的帮助下走到了一起 - 磁和电,因为它处于同一数量级的物理现象,它只是不同侧面的通信。 理论被安排一前一后,和所有的人都密切相关的对方:弱电相互作用的理论,例如,在由弱核力与电磁等等。所有这些结合了量子色动力学,覆盖强电弱相互作用(这里,准确描述的相同位置虽然较低,但操作继续)。 深入研究领域,物理学家量子引力和弦理论。
发现
事实证明,我们周围的空间完全利用电磁辐射渗透:星星和太阳,月球和其他天体,它是地球本身,而在人的手中每一个电话,和天线站 - 这一切发出不同名称的电磁波。 取决于振荡的频率,其辐射的对象不同红外,无线电,可见光,生物领域射线,X射线等。
当电磁场分布,就变成电磁波。 这只不过是取之不尽的源,振动分子和原子的电荷。 并且如果充电振荡时,它的运动被加速,并且因此发射电磁波。 如果磁场的变化,场由电涡流,这又,激励磁涡流场激发。 该过程要经历的空间,拥抱一个又一个点。
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