Electromagnetic partikulo interaction

Kini nga artikulo motan-aw sa unsay gitawag sa mga puwersa sa kinaiyahan - sa sukaranang mga electromagnetic interaction ug sa mga baruganan nga kini gitukod. Adunay usab misulti mahitungod sa posibilidad sa sa paglungtad sa bag-ong mga pamaagi sa pagtuon sa niini nga hilisgutan. Sa eskwelahan sa mga klase sa pisika, ang mga estudyante nga nag-atubang uban sa usa ka pagpasabut sa konsepto sa "puwersa". makakat-on sila nga ang gahum mahimong kaayo lain-lain nga - ang frictional nga pwersa, ang puwersa sa grabidad, elasticity ug kalig-on sa daghang susama nga. Dili tanan kanila mahimong gitawag sukaranan nga, ingon nga mao ang kaayo sa kasagaran ang mga panghitabo sa secondary nga puwersa (frictional nga pwersa, alang sa panig-ingnan, uban sa iyang mga interaction sa mga molekula). Ang electromagnetic interaction mahimo usab nga secondary - ingon sa usa ka sangputanan. Sa molekula nga Physics naghatag sa panig-ingnan sa Van der Waals nga pwersa. naghatag usab sa daghan nga mga panig-ingnan ug elementary tipik physics.

Sa kinaiyahan,

Gusto ko nga sa pagkuha sa sa kahulugan sa mga proseso nga nahitabo diha sa kinaiyahan, ingon nga kini naghimo kanato sa pagbuhat sa electromagnetic interaction. Unsa gayud mao ang sukaranang puwersa nga nagtino sa tanang gitukod sa iyang secondary nga pwersa? Ang tanan nahibalo nga ang mga electromagnetic interaction, o, ingon nga kini gitawag, electric nga gahum mao ang sukaranan. Kini makita ni Coulomb balaod, nga adunay iyang kaugalingon nga generalization nga naggikan sa mga Maxwell pagbalanse. Bag-o nga nagbatbat sa tanan nga naglungtad sa kinaiyahan, magnetic ug electrical nga pwersa. Nga mao ang ngano nga kini mao ang napamatud-an nga ang interaction sa electromagnetic uma - sukaranan nga mga puwersa sa kinaiyahan. Ang mosunod nga panig-ingnan - sa puwersa sa grabidad. Bisan ang kabataan sa tunghaan mahibalo bahin sa balaod sa grabidad Isaaka Nyutona, nga bag-o lang na sa usa ka tukma nga generalization sa Einstein ni pagbalanse, ug, sumala sa iyang teoriya sa grabidad, ang puwersa sa electromagnetic interaction mao ang sukaranan diha sa kinaiyahan, usab.

Sa higayon nga sa ibabaw sa usa ka panahon nga kini gituohan nga adunay lamang niining duha ka sukaranang mga pwersa, apan siyensiya miduol, anam-anam nga nagpamatuod nga kini dili sa ingon. Pananglitan, uban sa pagkadiskobre sa mga atomic nucleus kami sa pagpaila sa konsepto sa nukleyar nga gahum, o sa unsa nga paagi sa pagsabot sa baruganan sa paghawid, pagpanumdum sa mga partikulo sa sulod sa nucleus, nganong dili sila molupad sa halayo sa tanang direksiyon. Pagsabut sa unsa nga paagi nga ang electromagnetic interaction diha sa kinaiyahan, nakatabang pagsukod sa nukleyar nga pwersa, sa pagtuon ug paghulagway. Human niana, bisan pa niana, ang mga siyentipiko miadto sa konklusyon nga nukleyar pwersa secondary ug sa daghang mga pagpakita nga sama sa Van der Waals nga pwersa. Sa pagkatinuod, lamang gayud sukaranan nga mga pwersa nga paghatag sa quark makig-uban sa usag usa. Unya - sa usa ka secondary epekto - mao ang interaction tali sa electromagnetic kaumahan sa mga proton ug neutron sa nucleus. Sa pagkatinuod sukaranan mao ang interaction sa mga quark, gluon mga giilisan. Mao kini ang nadiskobrehan diha sa kinaiyahan mao ang tinuod nga ang ikatulo nga sukaranan nga pwersa.

Pagpadayon sa istorya

Elementary partikulo pagkadunot, bug-at - sa gaan, ug ang ilang pagkadunot naghulagway sa bag-ong kusog sa electromagnetic interaction, nga maayo ang ginganlan si - ang gahum sa mga mahuyang interaction. Nganong kabus? Tungod kay electromagnetic pagpanghilabot sa kinaiyahan mao ang mas lig-on. Ug usab, kini mibalik nga ang teoriya sa huyang nga pakig-, mao nga matahom misakay sa hulagway sa kalibutan ug sa sinugdan sa hingpit naghulagway sa pagkadunot sa mga partikulo sa elementarya, dili pagpamalandong sa sama nga postulates, kon ang enerhiya nagadugang. Mao nga ang daan nga teoriya nga redesigned sa laing - sa usa ka teoriya sa huyang nga interaction, niini nga panahon napamatud-an nga universal. Bisan tuod kini gitukod kini diha sa ibabaw sa sama nga mga baruganan sama sa uban nga mga teoriya nga naghulagway sa electromagnetic interaction sa mga partikulo. Sa modernong panahon, adunay upat ka gitun-an ug napamatud-an sukaranan nga pakig-, ug ang ikalima - sa dalan, bahin kaniya kini moabut. Ang tanan nga upat ka - grabidad, lig-on, nga maluya, electromagnetic - gitukod sa usa ka baruganan: ang puwersa nga namugna sa taliwala sa mga partikulo mao ang resulta sa usa ka pagpakig-ambit implementar carrier, o sa laing - pagpataliwala interaction.

Unsa nga matang sa usa ka assistant? Kini nga photon - walay tipik masa, apan bisan pa niana malampuson nagtukod electromagnetic paghilabut tungod sa pagbaylo sa usa ka quantum sa electromagnetic mga balod o sa kahayag quantum. Ang electromagnetic interaction ang gidala sa gawas sa photon sa kapatagan sa gisugo partikulo, nga makigsulti sa usa ka pwersa sa, ingon nga sa panahon niini, ug pagtratar sa balaod sa Coulomb ni. Adunay usa ka massless tipik - gluon, kini may walo ka matang, makatabang kini estorya quark. Kini nga electromagnetic interaction mao ang usa ka makapadani sa taliwala sa mga katungdanan, ug kini miingon nga lig-on. Oo, ug sa mga mahuyang interaction dili nga walay intermediaries, nga steel mga partikulo sa usa ka masa nga labaw pa kay sa niana nga, sila kaylap nga, nga mao ang bug-at. Kini nga intermediate vector bosons. Ang ilang gibug-aton ug ang gibug-aton tungod sa kahuyang sa interaction. Grabidad mao ang puwersa panagsukliay quantum grabidad uma. Kini mao ang pagdani sa electromagnetic interaction sa mga partikulo, kini dili pa igo gitun-an, bisan graviton experimentally wala pa nakadipara, ug quantum grabidad kita dili na didto, ug lamang tungod kay kita adunay sa paghulagway niini dili pa.

ikalima nga pwersa sa

giisip kami upat ka matang sa sukaranan nga pakig-: lig-on nga, mahuyang, electromagnetic, grabidad. Interaction - mao ang usa ka buhat sa pagbinayloay sa mga partikulo, ug walay ideya sa nindot nga porma dili makahimo, tungod kay walay interaction nga dili nakig-uban niini. Kini motino sa gidaghanon sa mga partikulo ug sa ilang mga masa. Uban sa tukma nga nindot nga porma sa mga pangmasang mao ang kanunay nga zero. Busa, ang mga photon ug ang gluon masa dili, kini mao nga sama sa zero, ang graviton - usab. Kon nindot nga porma mao ang masulub-on nga, ang masa mohunong nga mahimong zero. Busa, ang intermediate vector bison adunay masa, tungod kay ang nindot nga porma mao ang masulub-on nga. Ang upat ka sukaranan nga pakig mipasabut sa tanang butang nga atong makita ug mobati. Ang nahibilin nga mga pwersa ingon nga ang ilang electromagnetic tinakdoan mao secondary. Apan, sa 2012, may usa ka breakthrough sa siyensiya ug nadiskobrehan laing tipik, sa makausa gihimo bantog nga. Usa ka rebolusyon sa siyentipikanhong kalibutan organisar sa pag-abli sa mga Higgs boson, nga, ingon nga kini nahimo, nag-alagad usab ingon nga usa ka carrier sa mga pakig-tali sa quark ug leptons.

Mao nga ang mga siyentipiko-pisiko karon ingon nga may usa ka ikalima nga kasundalohan, ang tigpataliwala sa nga nahimo gikan nga mahimong Higgs boson. Nindot nga porma naputol dinhi: gikan sa Higgs boson adunay usa ka masa. Mao nga ang gidaghanon sa mga pakig-(ang pulong sa modernong physics tipik gipulihan sa pulong nga "force") miabot lima. Tingali kita naghulat alang sa mga bag-ong kaplag, tungod kay wala kita mahibalo sa tukma kon kon adunay bisan gawas sa niini nga mga pakig. Kini mao ang kaayo sa mahimo nga kita gitukod, ug karon kini nga modelo, kini ingon og hingpit nga nagpatin-aw sa tanan nga mga butang katingalahan obserbahan sa kalibutan, ug dili na bug-os. Ug tingali, human sa pipila ka panahon nga adunay mga bag-ong pakig-ug bag-ong kusog. Ang kalagmitan sa maong adunay sa labing menos tungod kay kita kaayo sa hinay-hinay nakakat-on nga adunay karon nailhan sukaranan nga pakig - lig-on, nga maluya, electromagnetic, grabidad. Human sa tanan, kon adunay anaa sa kinaiyahan sa supersymmetric mga partikulo, nga gihisgotan diha sa siyentipikanhong kalibotan, kini nagpasabot sa paglungtad sa usa ka bag-o nga kahapsay, ug nindot nga porma sa kanunay nagkinahanglan sa pagtunga sa mga bag-ong mga partikulo nga pagpataliwala tali kanila. Busa, kita makadungog sa usa ka kanhi wala mailhi sukaranan nga pwersa, nga sa makausa natingala sa pagkat-on nga adunay mga, alang sa panig-ingnan, electromagnetic, huyang nga interaction. Kahibalo mahitungod sa atong kaugalingon nga kinaiya sa kaayo dili kompleto.

Pagdugtong

Ang labing makapaikag nga butang mao nga sa bisan unsa nga bag-o nga interaction kinahanglan modala ngadto sa usa ka bug-os nga wala mailhi panghitabo. Kay sa panig-ingnan, kon dili kami nakakat-on mahitungod sa mga huyang nga interaction, kita dili gayud nadiskobrehan sa pagkahugno, ug kon kini dili sa atong kahibalo sa pagkadunot, walay pagtuon sa nukleyar nga reaksyon unta imposible. Ug kon kita wala mahibalo sa nukleyar nga mga reaksiyon, dili makasabut sa unsa nga paagi nagdan-ag sa adlaw sa kanato. Human sa tanan, kon wala kini modan-ag, ug ang kinabuhi sa Yuta dili giumol. Mao nga sa atubangan sa interaction nagpakita nga kini mao ang kaayo importante. Kon ang lig-on nga interaction wala anaa, ug atomic uyok dili stable. Tungod sa electromagnetic interaction Yuta makadawat og enerhiya gikan sa adlaw, ug ang kahayag bidlisiw abot gikan kaniya, pagpainit sa planeta. Ug ang tanan nga nailhan pakig mahinungdanon. Ania Higgs, alang sa panig-ingnan. Higgs boson naghatag tipik masa pinaagi sa pagpakig-uban sa mga kapatagan, kita walay dili kini nakalahutay. Ug sa unsa nga paagi, sa gawas sa grabidad interaction nga magpabilin sa ibabaw sa nawong sa planeta? Kini nga imposible dili lamang alang kanato, apan walay bisan unsa nga sa tanan.

Hingpit nga tanan sa mga pakig-, bisan sa mga nga kita wala pa masayud, mao ang usa ka kinahanglan sa tanan nga mga butang nga katawhan nahibalo, nakasabut ug nahigugma didto. Unsa ang atong mahibalo? Oo, sa usa ka daghan. Kay sa panig-ingnan, kita nasayud nga ang proton mao lig-on diha sa nucleus. Very, importante kaayo kanato, kini nga kalig-on niini, kon dili sa mao usab nga paagi walay kinabuhi. Apan, ang mga eksperimento nagsugyot nga proton sa kinabuhi - sa panahon bili limitado. Long, siyempre, 10 ³⁴ ka tuig. Apan kini nagpasabot nga madugay o sa madali mahulog gawas, ug ang proton, ug kini nagkinahanglan sa pipila bag-ong pwersa, nga mao ang usa ka bag-o nga interaction. Batok sa pagkadunot proton na anaa teoriya nga nagtuo sa usa ka bag-o, mas taas nga matang sa kahapsay, busa, ang usa ka bag-o nga interaction tingali naglungtad nga kita dili mahibalo sa bisan unsa.

Grand panaghiusa

Ang panaghiusa sa kinaiyahan mao lamang ang baruganan sa pagtukod sa tanan nga sukaranan nga pakig-. Daghang mga pangutana ang motungha diha sa relasyon sa ang gidaghanon nila, ug pagpatin-aw sa mga rason alang niini nga partikular nga gidaghanon. Bersiyon nga gitukod dinhi ang usa ka dakung daghan, ug sila lahi kaayo sa mga konklusion. Ipasabut sa atubangan sa lang sa ingon nga sa usa ka gidaghanon sa mga pundamental nga inter-aksyon sa tanan nga posible nga mga paagi, apan sila sa usa ka baruganan sa pagtukod sa ebidensiya. Kanunay ang labing lain-laing mga matang sa inter-aksyon, tigdukiduki naningkamot sa iusa ngadto sa usa ka. Busa ang maong mga teoriya ug mga teoriya nga gitawag Grand Unified. Ingon nga kon ang kalibutan kahoy nga mga sanga: sa usa ka dinaghan nga mga sanga, ug ang mga punoan mao ang kanunay nga sa mao usab nga.

Kana tungod kay adunay mga sa tanan nga mga teoriya naghiusa nga ideya. Ang gamut sa tanan nga nailhan pakig sa usa ka pagpakaon sa usa ka punoan, nga mao ang tungod sa pagkawala sa nindot nga porma misugod sa Branch gikan ug nag-umol sa nagkalain-laing sukaranan pakig, nga among pagabantayan experimentally. pangagpas Kini nga dili mapamatud-an pa, tungod kay kini nagkinahanglan sa hilabihan nga hatag-as nga enerhiya physics, eksperimento inaccessible karon. Kini mao ang kaayo sa mahimo, ug kini mao ang usa ka kapilian nga dili gayud kita dili sa pagpanag-iya niini nga mga kusog. Apan sa palibot niini nga babag mao ang na posible.

gawas

Kami adunay usa ka uniberso, ang natural nga gasolinador, ug ang tanan nga mga proseso nga mahitabo sa niini, sa paghimo niini nga posible nga sa pag-check bisan sa labing mapangahasong teoriya mahitungod sa komon nga mga gamot sa tanan nga nailhan pakig. Ang laing makapaikag nga tahas sa pagsabut sa inter-aksyon sa kinaiyahan tingali bisan sa mas komplikado. Kini mao ang gikinahanglan aron sa pagsabut sa unsa nga paagi sa pag-asoy grabidad sa ubang mga puwersa sa kinaiyahan. Kini mao ang usa ka sukaranan nga interaction nagbarug ingon nga kini tagsa-tagsa, bisan pa sa kamatuoran nga sumala sa baruganan sa pagtukod sa teoriya nga kini mao ang susama sa sa tanan nga mga sa uban.

Einstein nagtuon sa teoriya sa grabidad, naningkamot sa misumpay niini uban sa koryente. Bisan pa sa daw nga kamatuoran sa pagsulbad niini nga problema, nan, ang teoriya sa gihapon wala nahitabo. Karon ang katawhan nahibalo sa usa ka gamay nga mas, sa labing menos kita nasayud mahitungod sa lig-on ug huyang nga pakig-. Ug kon karon ang bug-os nga pagtukod sa mga hiniusa nga teoriya, kini sa pagkatinuod makaapekto pag-usab sa kakulang sa kahibalo. Hangtud karon wala sa pagbutang sa grabidad sa usa ka ginikanan uban sa uban nga mga pakig-, kay ang tanan nga mosunod sa mga balaod dikta sa quantum physics ug grabidad - dili. Sumala sa quantum teoriya, sa tanan nga mga partikulo mao ang mga quanta sa usa ka uma. Apan quantum grabidad wala anaa, sa labing menos dili pa. Apan, ang gidaghanon sa mga na nadiskobrehan pakig gisubli sa makusog nga tingog mahitungod sa unsay dili mahimo nga sa bisan unsa nga single nga pamaagi.

electric uma

Balik sa 1860 sa dakong ikanapulo ug siyam nga siglo pisiko nga si Santiago Clerk Maxwell milampos sa pagmugna sa usa ka teoriya sa pagpatin-aw sa mga electromagnetic induction. Sa diha nga ang usa ka kausaban sa magnetic field sa usa ka punto sa luna sa usa ka electric uma. Kon uma niini makita sirado konduktor, ang induction kasamtangan nga nagapaagay sa electric kapatagan. Ang iyang teoriya sa electromagnetic kaumahan Maxwell nagpamatuod nga lagmit Reverse proseso: kon kausaban sa panahon nga ang electric uma sa usa ka punto sa luna nga gikinahanglan magnetic field. Busa sa bisan unsa nga kausaban mahimong hinungdan sa usa ka lainlaig electric uma, ug makaangkon og usa ka kausaban sa electric alternating magnetic field sa magnetic nga panahon uma. Kini nga mga baryable, makamugna sa usag usa nga mga uma nga gipasiugdahan sa hiniusa nga uma - electromagnetic.

Ang labing importante nga resulta nga mosunod gikan sa pormula ni Maxwell teoriya - sa usa ka tagna nga adunay mga electromagnetic mga balod, pananglitan pagpalapnag electromagnetic uma sa panahon ug sa luna. Ang tinubdan sa mga electromagnetic kapatagan pagbalhin sa acceleration electric kaso. Dili sama sa acoustic (pagkamaunat-unat) electromagnetic balud mahimo propagate sa bisan unsa nga materyal nga, bisan sa vacuo. Electromagnetic pagpanghilabot sa vacuo pagpakatap sa speed sa kahayag (c = 299 792 kilometro matag ikaduha). wavelength mahimo nga lain-laing mga. Electromagnetic mga balod gikan sa napulo ka libo ka metros ngadto sa 0.005 metros - kini mao ang sa radyo balod nga gigamit sa pagpasa sa impormasyon ngadto sa kanato, nga mao ang timaan alang sa usa ka gilay-on nga walay bisan unsa nga alambre. Gilalang balud sa radyo sa hatag-as nga frequency kasamtangan nga nagapaagay sa antenna.

Unsa ang mga balod

Kon ang gitas-on sa electromagnetic radiation molakip gikan sa 0,005 micrometer ngadto sa 1 ka metros, pananglitan mga nga anaa sa laing tali sa makita nga kahayag ug sa radyo mga balod - ang infrared radiation. Ang iyang emit sa tanan nga naandan nga kainit mga lawas: baterya, stoves, incandescent mga lamparahan. Espesyal nga mga lalang kinabig infrared radiation ngadto sa makita nga kahayag, sa pag-angkon nga mga larawan sa mga butang nga emit niini, bisan sa bug-os nga kangitngit. Makita kahayag nagpasabwag usa ka wavelength sa 770 ngadto sa 380 nanometer - ang kolor turns gikan sa pula nga sa purpura. Kini nga bahin sa kolor alang sa kinabuhi sa tawo ang labing dako nga kamahinungdanon, tungod kay ang usa ka dakung bahin sa impormasyon mahitungod sa kalibutan nga atong madawat pinaagi sa panan-awon.

Kon ang electromagnetic radiation dunay usa ka wavelength ubos pa kay sa purpura kolor mao ang ultraviolet nga kahayag nga makapatay bakterya. X-ray dili makita sa mata. Sila halos sagukom makita nga kahayag opaque sapaw, mga haklap sa materyal. X-ray nadayagnos sakit sa internal nga organo sa mga tawo ug mga hayop. Kon ang electromagnetic radiation nga namugna pinaagi sa interaction sa mga partikulo sa elementarya ug mibuga sa excited uyok nga nakuha sa gamma radiation. Kini mao ang labing halapad nga-laing sa electromagnetic kolor tungod kay kini dili limitado sa hatag-as nga kusog. Gamma radyasyon mahimong humok ug lisud: kabalhinan enerhiya sulod sa atomic uyok - humok, ug sa nukleyar nga mga reaksiyon - estrikto. Kini nga mga silaw dali pagagub molekula ug biological nga bahin. Dakong kalipay nga sa kahimtang sa gamma kasilaw dili pagkuha pinaagi sa. Saulogon gamma ray gikan sa kawanangan mahimong. Sa taas kaayo kusog ang electromagnetic interaction pagpakatap sa usa ka speed duol sa kahayag: gamma quanta crush uyok atomo, paglapas kanila ngadto partikulo, nagpatibulaag sa lain-laing mga direksyon. Sa diha nga ang braking, emit sila sa kahayag, makita diha sa espesyal nga mga teleskopyo.

Gikan sa nangagi - sa umaabot

Electromagnetic mga balod, ingon nga miingon, sa gipanagna sa Maxwell. Siya pag-ayo nagtuon ug naningkamot sa pagtuo sa matematika gamay kasinatian hulagway Faraday, nga ang magnetic ug electrical panghitabo nga gihulagway. Kini mao ang Maxwell nadiskobrehan sa usa ka kakulang sa nindot nga porma. Ug nga siya nakahimo sa pagpamatuod sa usa ka gidaghanon sa mga pagbalanse nga alternating electric kaumahan makamugna magnetic ug vice versa. Kini gidala siya sa pagtuo nga ang maong mga kaumahan ug tangtangon gikan sa mga konduktor mibalhin pinaagi sa usa ka lunang, haw uban sa pipila ka higante sa tibook nga pagsingkamot. Ug siya gihulagway kini. Speed duol sa trohstam sa liboan ka mga kilometro matag ikaduha.

Nga ang interaction teoriya ug eksperimento. Usa ka panig-ingnan mao ang pag-abli pinaagi sa nga atong nakat-onan bahin sa paglungtad sa electromagnetic balud. Sa kini nga miabut uban sa tabang sa pisika hingpit heterogeneous konsepto - magnetism ug kuryente, ingon nga kini mao ang usa ka pisikal nga panghitabo sa sa mao gihapon nga order, lang sa lain-laing mga kilid niini anaa sa komunikasyon. Mga teoriya mga gihan-ay sa usa ka luyo sa usa, ug ang tanan kanila mga pag-ayo nga may kalabutan sa usag usa: ang teoriya sa electroweak interaction, alang sa panig-ingnan, diin ang samang posisyon nga gihulagway pinaagi sa mahuyang nga nukleyar nga puwersa ug electromagnetic, ug uban pa Ang tanan nga kini kombinar quantum chromodynamics, nga nagatabon sa lig-on ug electroweak pakig (dinhi, tukma samtang sa ubos nga apan sa operasyon nagpadayon). Intensively nagtuon mga dapit sa maong mga pisiko sama sa quantum grabidad ug hilo teoriya.

findings

Kini turns nga ang luna sa palibot kanato sa bug-os nga mituhop uban sa electromagnetic radiation: ang mga bitoon ug ang adlaw, bulan ug sa ubang mga lawas nga langitnon, kini mao ang Yuta sa iyang kaugalingon, ug sa tanan nga telepono diha sa mga kamot sa mga tawo, ug mga estasyon sa antenna - ang tanan nga kini nagpasabwag electromagnetic balud sa lain-laing mga ngalan . Depende sa frequency sa mga oscillations, nga modagan sa butang lahi infrared, radyo, makita nga kahayag,-uma sa bio ray, X-ray ug sa mga sama.

Sa diha nga ang usa ka electromagnetic uma-apod-apod, kini mahimong usa ka electromagnetic nga halad. Kini mao ang lamang usa ka dili mahubas nga tinubdan sa enerhiya, vibrate ang electrical kaso sa mga molekula ug mga atomo. Ug kong ang sugo mopataas, ang paglihok niini nga Accelerated, ug busa mobugag electromagnetic balud. Kon ang magnetic mga kausaban uma, ang uma mao ang makuratan sa electric lilo nga, sa baylo, nagapukaw siya sa magnetic lilo uma. Ang proseso moadto pinaagi sa kawanangan, samtang naggakus sa usa ka punto human sa usa.