Цахилгаан харилцаа холбоо хэсгүүд

суурь нь цахилгаан соронзон харилцан бөгөөд энэ нь аль дээр бүтээгдсэн зарчмыг - Энэ нийтлэл нь байгалийн хүчин гэгддэг харах болно. Мөн энэ сэдвийн судалгааны шинэ хандлага оршин боломжийн талаар ч ярьж болно. физикийн хичээл сургуульд оюутнууд "хүч" -ийн үзэл баримтлал нь тайлбарын хамт тулгарч байна. үрэлтийн хүч, хүндийн хүчний, уян хатан, олон ижил төстэй хүч чадал хүч - Тэд эрчим хүч нь маш олон янз байж болно гэдгийг мэдэж авдаг. Мэдээж бүгд тэдний, суурь гэж нэрлэж болно (молекулууд нь харилцан, жишээ нь үрэлтийн хүч) нь ихэвчлэн дунд хүчин үзэгдэл юм. Цахилгаан харилцаа холбоо нь мөн хоёрдогч байж болно - үр дагавар юм. Молекул физик Ван дер Waals хүчин жишээг өгдөг. Мөн олон тооны жишээ, бага тоосонцор физикийн өгдөг.

шинж чанар нь

Энэ нь АНУ-ын цахилгаан соронзон харилцан ажиллах болгодог гэж би байгальд тохиолдох үйл явцын мөн чанар олж авах хүсэлтэй байна. Яг л түүний дунд хүчээ барьсан тодорхойлдог үндсэн хүч гэж юу вэ? Хүн бүр л энэ гэж нэрлэдэг шиг, цахилгаан эрчим хүчний суурь, эсвэл цахилгаан соронзон харилцан гэдгийг мэддэг. Энэ нь Кулоны хууль, Максвелл тэгшитгэлийн урган өөрийн нэгдсэн дүгнэлтийн байна нотлогдсон байна. Сүүлийн үеийн бүх аяндаа үүсэх соронзон болон цахилгаан хүчин тайлбарлах болно. Энэ нь нотлогдсон байгаа юм цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн гэж - шинж чанарын үндсэн хүчний. Дараах жишээ нь - таталцлын хүч. Тэр ч байтугай сургуулийн таталцлын түүний онолын дагуу, бүх нийтийн таталцлын Isaaka Nyutona, мөн саяхан Эйнштейний тэгшитгэлийн зохистой нэгдсэн дүгнэлтийн авсан хуулийн талаар мэдэж,, цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн хүч нь ч, чанарын хувьд чухал юм.

Эрт нэгэн цагт эдгээр хоёр үндсэн хүчин л байдаг гэж үздэг байсан ч шинжлэх ухаан аажмаар энэ нь тийм биш гэдгийг нотлох урагш ирэв. Жишээ нь, атомын цөм нээсэн бид цөмийн эрчим хүч, эсвэл хэрхэн бүх чиглэлд хол нисэж байхгүй бол яагаад цөм дотор ширхэгүүд хадгалах зарчмыг ойлгох үзэл баримтлалыг танилцуулах байсан юм. шинж чанартай цахилгаан соронзон харилцан хэрхэн судалж, тайлбарлах, цөмийн хүчийг хэмжих тусалсан ойлгох нь. Дараа нь, гэхдээ эрдэмтэд цөмийн хүчний дунд, Ван дер Waals хүчин гэх мэт олон илрэлтэй байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрч ирэв. Үнэн хэрэгтээ, кварк хангах нь зөвхөн үнэхээр чухал хүчин бие биенээ харилцан. Дараа нь - хоёрдогч үр нөлөө - цөм дэх протон ба нейтроны цахилгаан соронзон орны хооронд харилцан байна. кваркуудын харилцан үнэхээр чухал юм gluons солилцсон байна. байгаль Тиймээс олжээ үнэхээр гурав дахь үндсэн хүч юм.

түүхийн үргэлжлэл

Бага хэсгүүд буурах, хүнд - сул харилцан үйлчлэлийн хүч - хөнгөн, тэдгээрийн задралын дээр цахилгаан соронзон харилцан, сайн нэртэй байгаа шинэ хүч чадал тайлбарлах болно. Яагаад ядуу? шинж чанартай цахилгаан соронзон хөндлөнгийн илүү хүчтэй байдаг учраас. Мөн дахин, сул харилцан үйлчлэлийн онол, тийм болохоор, уян налархай дэлхийн зураг дээр эхлүүлсэн бөгөөд анх төгс эрчим хүчний нэмэгдэж байгаа бол, нэг постулатууд тусгах биш, бага тоосонцор буурах тайлбарлах гэж болсон юм. Хуучин онол яагаад өөр дизайнтай болсон явдал юм - сул харилцан үйлчлэлийн онол, энэ удаа бүх нийтийг болох нь батлагдсан. Энэ нь барьсан боловч энэ нь тоосонцор нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг тодорхойлох онолын бусад адил зарчим дээр байсан юм. зам дээр, энэ нь түүний тухай ирэх болно - Орчин үед дөрвөн судалж, батлагдсан суурь харилцан үйлчлэл, тав дахь бий. Бүх дөрвөн - - таталцлын хүчтэй, сул дорой, цахилгаан нэг зарчим дээр баригдсан байна: хэсгүүдийн хооронд үүссэн хүч нь хуваах хэрэгжиж тээвэрлэгч, эсвэл үр дүн юм - харилцан зуучлах.

туслах ямар? Энэ фотонуудыг - ширхэгийн массын ямар ч гэсэн амжилттай цахилгаан соронзон долгион, эсвэл гэрэл Quantum нь квант солилцох улмаас цахилгаан шуугиан бүтээдэг. Цахилгаан харилцаа холбоо нь фотон өөр цэнэгтэй хэсгүүд, тодорхой хүчин харилцах чиглэлээр, цаг хугацаа гэж хийсэн болон Кулоны хууль үздэг байна. Нэг massless ширхэгийн байдаг - gluon, найман сортын байна, энэ нь кварк харилцах тусалдаг. Энэ нь цахилгаан соронзон харилцан хэргээр хооронд татах юм, энэ нь хүчтэй байх ёстой гэж хэлсэн байдаг. Тийм ээ, сул харилцан үгүй биш зуучлагч ямар ч гэсэн хүнд юм гэж илүү жин илүү нь ямар ган хэсгүүд нь тэд их хэмжээний байдаг. Энэ нь завсрын вектор bosons. Тэдний жин, жингийн харилцан үйлчлэлийн сул дорой байгаатай холбоотой юм. Хүндийн хүчний хүч бирж квант таталцлын талбар юм. Энэ тоосонцор нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн татах, энэ нь одоо ч гэсэн тэр ч байтугай туршилтаар хараахан олж илрүүлээгүй graviton хангалттай судалсан биш юм юм, квант таталцлын бид нэлээд байдаг биш, зүгээр л бид хараахан болоогүй ч байж болно тайлбарлах хэрэгтэй юм.

тав дахь хүч

хүчтэй, сул дорой, цахилгаан соронзон, таталцлын: Бид суурь харилцан дөрвөн төрлийн гэж үздэг. Харилцаа - үүн холбоотой биш юм ямар ч харилцаа байхгүй, учир нь тоосонцор солилцох үйлдэл болон тэгш хэмийн хийж чадахгүй ямар ч санаа юм. Энэ нь тоосонцор, тэдгээрийн масс тоог тодорхойлно. массын яг тэгш хэмийн нь үргэлж тэг байдаг. Тиймээс энергитэй болон gluon масс нь тэг, graviton тэнцүү байна, биш юм - хэтэрхий. тэгш эвдэрсэн бол масс тэг байхаа больсон. Тиймээс, завсрын вектор амьтан, масстай байх тэгш эвдэрсэн учраас. дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэл нь бид харж, мэдэрч бүхнийг тайлбарлав. Үлдсэн цэргүүд тэдний цахилгаан холбоо хоёрдогч болохыг хэлж байна. Гэсэн хэдий ч, 2012 онд ч шинжлэх ухаан нь нээлт байсан бөгөөд өөр хэсгүүдийг нэг удаа алдарт хийсэн илрүүлсэн байна. шинжлэх ухааны ертөнцөд нэгэн хувьсгал, Хиггс бозон нь, энэ нь болсон гэж нээх зохион байгуулсан нь бас кваркуудын болон leptons хоорондын харилцан ажиллагааны тээвэрлэгч болж байна.

эрдэмтэд, физикчид одоо яагаад тав дахь хүч нь зуучлагч Хиггс бозон байх болсон байна гэж хэлж байгаа юм. Symmetry энд эвдэрсэн байна: Хиггс бозон нь масс юм байна. Иймд харилцан тоо (орчин үеийн ширхэгийн физикт гэдэг үгийг "хүч" орлуулж болно) таван хүрчээ. Магадгүй бид шинэ нээлт хүлээж байна Бид яг л тэнд бол тэр ч байтугай эдгээр харилцан ангид мэдэхгүй байна оноос хойш. Энэ нь бид барьж байна гэж маш их боломжтой бөгөөд өнөөдөр энэ загвар бол төгс юм шиг санагдаж байсан нь дэлхийн ажиглагдсан бүх үзэгдлийг тайлбарлах бөгөөд маш бүрэн гүйцэд биш юм. Тэгээд магадгүй, хэсэг хугацааны дараа тэнд шинэ харилцан үйлчлэл, шинэ хүч байх болно. , Хүчтэй сул, цахилгаан соронзон, таталцлын - Бид маш бага багаар нь одоогоор үндсэн харилцан үйлчлэлийг бий мэдэгдэж байгаа гэдгийг мэдсэн учраас ийм магадлал байгаа наад зах нь байна. Эцсийн эцэст, supersymmetric тоосонцор, шинжлэх ухааны ертөнцөд хэлэлцэж байгаа шинж чанартай байдаг бол, энэ нь шинэ тэгш хэмийн оршин гэсэн үг, мөн тэгш үргэлж тэдний хооронд зуучлах шинэ хэсгүүд бий орно. Тиймээс бид өмнө нь үл мэдэгдэх гол хүчин сонсох гэж нэг удаа жишээ нь, цахилгаан соронзон, сул харилцан үйлчлэлийн хувьд байдаг гэж гайхах байсан. бидний мөн чанар нь маш дутуу тухай мэдлэг.

хооронд нь холбох

хамгийн сонирхолтой зүйл нь ямар нэгэн шинэ харилцаа холбоо нь заавал чигээрээ үл мэдэгдэх үзэгдэл хүргэж байх ёстой юм. Жишээ нь, бид сул харилцан үйлчлэлийн талаар мэдэж байсан бол, бид уналтын илрүүлсэн юм хэзээ ч, мөн энэ нь ялзралын тухай бидний мэдлэг биш байсан бол, цөмийн урвалын ямар ч судалгаа боломжгүй байсан. Бид цөмийн урвалын талаар мэдэх биш байсан бол нар бидний дээр хэрхэн гэгээрүүлдэг ойлгохгүй байгаа юм. Эцсийн эцэст, энэ нь гэрэлтүүлэх бол байсан, мөн дэлхий дээр амьдрал үүссэн байх байсан. Тиймээс харилцан байгаа нь энэ нь маш чухал юм гэдгийг харуулж байна. хүчтэй харилцан үйлчлэл байхгүй бол, мөн атомын бөөм тогтвортой байх болно. Улмаас цахилгаан харилцан үйлчлэлийн дэлхий нарны энергийг хүлээн авч, түүнд ирж байгаа гэрлийн туяа гариг дулаан. Мөн бүх мэдэгдэж харилцан чухал ач холбогдолтой юм. Энд Хиггс, жишээ нь. Хиггс бозон салбарт харилцан өөр бөөмийн масс өгдөг, бид амьд байх байсан ч юм. Харин хэрхэн, таталцлын харилцан ямар гаригийн гадаргуу дээр үлдэх вэ? Энэ нь зөвхөн бидний хувьд боломжгүй зүйл байх болно, гэхдээ юу ч бүх.

Мэдээж харилцан үйлчлэлийн бүх, тэр ч байтугай тэд бид хараахан мэдэхгүй байна гэж хүн төрөлхтөн мэддэг ойлгодог, тэнд хайртай бүх зүйл нь байх хэрэгтэй. бид юу мэдэх вэ? Тийм ээ, маш их. Жишээ нь, бид протоны цөм тогтвортой гэдгийг би мэднэ. Маш бидэнд маш чухал, энэ нь тогтвортой байдал, эсвэл нэг арга зам нь ямар ч амьдрал байж болох юм. цаг хугацааны үнэ цэнийг хязгаарлагдмал - Гэсэн хэдий ч, туршилт гэж протоны амьдралыг санал болгож байна. Урт, мэдээж, 10 ³⁴ жил болж байна. Гэхдээ энэ нь эрт, эсвэл дараа нь салалтаар гэсэн шинэ харилцаа юм, гэсэн утгатай протоны, энэ зарим нэг шинэ хүч шаардана. муудах протонууд аль хэдийн тэгш хэмийн шинэ, илүү өндөр зэрэгтэй гэж онол бий эсрэг, тиймийн тул, шинэ харилцаа холбоо нь бид юу ч мэдэхгүй байх болно.

Grand нэгдэл

байгалийн эв нэгдэл бүх суурь харилцан барих цорын ганц зарчим юм. Олон асуулт тэдний тоо холбоотойгоор үүсдэг бөгөөд энэ нь тодорхой хэмжээгээр шалтгааныг тайлбарлаж байна. Хувилбарууд нь энд маш олон бүтээсэн бөгөөд тэд хүрч, дүгнэлт нь маш их ялгаатай байдаг. боломжтой бүх замаар үндсэн харилцан үйлчлэлийн л ийм тооны байгааг тайлбарлах боловч нотлох баримт барьж нэг зарчим байдаг. Үргэлж харилцан ихэнх нь өөр төрлийн, судлаачид нэг рүү нэгтгэх гэж оролдож байна. Тиймээс ийм онол, онол Grand нэгдсэн гэж нэрлэдэг. Хэрэв Дэлхийн модны мөчир: салбар олон ургальч, болон их бие нь үргэлж адил байна.

Эдгээр онолууд санааг нэгтгэх байдаг, учир нь байгаа юм. Хэрэв бүх мэдэгдэж байгаа тул тэгш хэмийн алдагдал нь их бие, байгаа хооллож нэг нь харилцан үндэс гарч салбарт эхэлсэн бөгөөд янз бүрийн суурь харилцааг бид туршилтаар ажиглах боломжтой болсон юм. Энэ нь маш өндөр эрчим хүчний физик, туршилт өнөөдөр халдашгүй шаарддаг учир энэ нь таамаглал, бас шалгаж байж чадахгүй байна. Энэ нь маш их боломжтой бөгөөд энэ нь бид эдгээр эрч эзэмшилд хэзээ ч ороогүй байгаа нь сонголт болох юм. Гэхдээ энэ нь саад эргэн тойронд нь маш боломжтой юм.

гадна

Бид бол ертөнцийг, байгалийн хурдасгуур, тэнд тохиолдож бүх процессуудыг байх боломжтой бүх мэдэгдэж харилцан нийтлэг үндэс тухай бүр хамгийн зоримог таамаглал шалгах хэрэгтэй. шинж чанартай харилцан ойлгох бас нэг сонирхолтой ажил байж магадгүй бүр илүү төвөгтэй юм. Энэ нь байгалийн бусад хүчин нь ноцтой хэрхэн холбогдох ойлгох нь чухал юм. Энэ нь үндсэн харилцан энэ онолын барилгын зарчмын дагуу бүх бусдын адил байдаг хэдий ч, тус тусад нь дараах зогсож байна.

Эйнштейн цахилгаан соронзон үүнийг холбох гэж оролдож, таталцлын онолыг судалсан. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд гажиг гэмээр бодит хэдий ч, дараа нь онол ч болсон байна. Одоо хүн төрөлхтөн наад зах нь бид хүчтэй, сул харилцан үйлчлэлийн тухай мэддэг, жаахан илүү мэддэг. Харин одоо бол нэгдмэл онолын иж бүрэн барилга, энэ нь мэдээж дахин мэдлэг дутмаг нөлөөлөх болно. ямар ч - Өнөөг хүртэл, бусад харилцан нь адилхан ноцтой тавих бүх квант физик, хүндийн, бугд хуулийг дагаж мөрдөн оноос хойш чадаагүй. квант онолын дагуу, бүх хэсгүүд нь тодорхой талбарын Quanta байна. Гэвч квант таталцлын наад зах нь хараахан биш, байхгүй. Гэсэн хэдий ч, аль хэдийн олж харилцан тоо чангаар ямар ямар нэг схем байж болохгүй тухай өгүүлсэн байна.

цахилгаан орон

Буцах Give 1860 онд их арван есдүгээр зууны физикч Жеймс ажилтан Максвелл цахилгаан соронзон индукц тайлбарлах онол бий болов. Хэзээ нэгэн цахилгаан орон зайд тодорхой цэг нь соронзон орны өөрчлөлт. Энэ талбар нь хаалттай дамжуулагч олж байгаа бол, индукцийн одоогийн цахилгаан чиглэлээр урсдаг. цахилгаан соронзон орны Түүний онол нь Максвелл байх магадлалтай урвуу үйл явцыг харуулж байна: цаг хугацааны өөрчлөлт нь орон зайн тодорхой цэгт нь цахилгаан орон нь соронзон талбарыг шаардлагатай болно уу. Тиймээс ямар нэг өөрчлөлт нь янз бүрийн цахилгаан орон үүсгэж болох ба соронзон орны хугацаанд цахилгаан хувьсах соронзон орны өөрчлөлт авч болно. цахилгаан - Эдгээр хувьсагчууд, нэгдсэн талбайд зохион байгуулсан бусад бүрийн талбаруудыг бий.

хамгийн чухал үр дүн томьёо нь Максвеллийн онолыг дараах - цаг хугацаа, орон зай дахь цахилгаан соронзон талбарыг тараах нь цахилгаан соронзон долгион нь байдаг гэсэн таамаглал, жишээ нь. цахилгаан соронзон эх үүсвэр байна хурдатгал цахилгаан хураамж нь хөдөлж. акустик ялгаатай нь (уян) нь цахилгаан соронзон долгион нь ч vacuo-д ямар ч материал тарааж болно. vacuo дахь Цахилгаан хөндлөнгийн гэрэл (в секундэд = 299 792 км) -ийн хурд нь сурталчилах. долгионы өөр өөр байж болно. 0,005 метр арван мянган метр Цахилгаан долгион нь - Энэ нь бидэнд мэдээлэл дамжуулах зорилгоор ашиглаж байгаа радио долгион, тэр ямар ч утас ч тодорхой зайд дохио юм. антенн урсдаг өндөр давтамжийн гүйдлийн үед үүсгэсэн радио долгион.

долгион гэж юу вэ

цахилгаан цацраг урт нь 0.005 микрометр 1 метр, жишээ нь үзэгдэх гэрлийн болон радио долгионы хоорондох хязгаарт байгаа хүмүүст хэлбэлзэж байгаа бол - хэт улаан туяаны цацраг юм. Түүний гаргадаг бүх халсан байгууллага: зай, зуух, улайсгасан чийдэн. Тусгай төхөөрөмжүүд нь ч үнэмлэхүй харанхуйд, түүнийг ялгаруулдаг объектын зургийг авахын тулд, үзэгдэх гэрэлд хэт ягаан туяаны цацраг хувиргадаг. Үзэгдэх гэрлийн 770 380 тулд Нм-ийн долгионы уртад ялгаруулдаг - өнгө нь улаан,-аас ягаан руу эргэв. Дэлхийн талаар мэдээлэл маш их хэсэг нь бидний алсын хараа дамжуулан хүлээн авах, учир нь спектрийн Энэ хэсэг нь, хүний амьдралын нэн чухал нь юм.

цахилгаан соронзон цацраг, ягаан өнгө-аас доошгүй нь долгионы урт бол бактери алсан хэт ягаан туяа юм. X-туяа нүдэнд үл харагдах юм. Тэд бараг материалын үзэгдэх гэрлийн тунгалаг давхаргыг шингээх. Рентген хүн, амьтны дотоод эрхтний өвчин оношлогдсон. цахилгаан соронзон цацрагийн бага хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлээр бий болон гамма цацраг авсан баяртай бөөм хамт ялгардаг бол. Энэ нь өндөр эрч хүч хязгаарлагдмал биш юм, учир нь энэ нь цахилгаан соронзон спектрийн хамгийн өргөн байдаг. атомын бөөм дотор эрчим хүчний шилжилтийг - зөөлөн, цөмийн урвал нь - Хатуу: гамма цацраг зөөлөн, хүнд байж болох юм. Эдгээр туяа амархан молекул, биологийн онцлогийг доош татах. гамма туяа агаар мандалд дамжуулан авч чадахгүй их аз жаргал. сансраас ажиглана гамма туяа байж болно. гамма Quanta шохоорхож цөм атомын тэднийг хэсгүүд уруу эвдэж, өөр өөр чиглэлд тараахад: маш их эрч хүч үед цахилгаан соронзон харилцан гэрлийн ойролцоо хурдтайгаар сурталчилах. тоормослох үед тэд гэрэл, тусгай дурангаар харагдах ялгаруулдаг.

Өнгөрсөн оноос - Ирээдүйд

Цахилгаан долгион гэж байна гэж байна, Максвелл таамаглаж. Тэр анхааралтай судалж, математик зэрэг гэнэн зураг Фарадей, соронзон болон цахилгаан үзэгдэл дүрслэгдсэн байсан нь дээр гэдэгт итгэдэг гэж оролдсон. Энэ нь Максвелл тэгш хэмийн дутагдаж олж байсан юм. Тэгээд тэр ээлжлэн цахилгаан талбарууд нь соронзон болон дэд эсрэгээр бий тэгшитгэлийн хэд хэдэн нотлох боломжтой байсан юм. Энэ нь ийм талбаруудыг итгэж, дамжуулагч зарим нь аварга том хурд нь вакуум дамжин нүүж байгаа нь салгаж түүнийг удирдсан. Тэр үүнийг үзэхэд. Хурд секундэд км мянган trohstam ойрхон байсан юм.

Энэ нь харилцан онол, туршилт юм. Үүний нэг жишээ нь бид цахилгаан соронзон долгион нь оршин тухай мэдсэн дамжуулан нээх юм. Энэ нь физик үнэхээр төрлийн бус ойлголтуудын тусламжтайгаар хамт ирсэн нь - энэ нь ижил дарааллаар нь физик үзэгдэл юм соронзон болон цахилгаан, энэ нь зүгээр л өөр өөр тал харилцааны байна. Онолууд бусад ард нэг зохион байдаг ба тэд бүгд өөр хоорондоо нягт холбоотой байдаг: electroweak харилцааны онол жишээ нь, нэг байр суурь мэдээлэл энэ (энд хүчтэй, electroweak харилцан хамарсан, квант chromodynamics хослуулсан сул цөмийн хүч, цахилгаан гэх мэт, үнэн зөв тодорхойлсон нь харин бага боловч үйл ажиллагаа нь хэвээр байна). Эрчимтэй квант таталцлын ба мөр онол гэх мэт физикчид судалсан газар нутаг.

үр дүн нь

Энэ нь биднийг тойрсон орон зай нь бүрэн цахилгаан цацрагтай нэвтэрсэн гэж хувирна: од, нар, сар болон бусад тэнгэрийн байгууллага, энэ нь дэлхий өөрөө, мөн хүний гарт бүх утас, ба антен станц юм - энэ бүх өөр өөр нэрийг нь цахилгаан соронзон долгион ялгаруулдаг . гийгүүлж объект нь хэт ягаан туяаны, радио, үзэгдэх гэрэл, био-хээрийн туяа, X-туяа гэх мэт өөр өөр oscillations давтамж дээр хамааран.

нь цахилгаан соронзон талбар тархсан үед энэ нь цахилгаан соронзон долгион болж байна. Энэ молекулууд болон атомын цахилгаан хураамж доргиох, эрчим хүч нь шавхагдашгүй эх үүсвэр нь зүгээр л юм. Харин төлбөр oscillates бол, түүний хөдөлгөөн хурдасч байгаа, улмаар цахилгаан соронзон долгион ялгаруулдаг. соронзон орны өөрчлөлт бол, хээрийн цахилгаан Хуйлралын нь эргээд соронзон Хуйлралын талбарыг татдаг өөр баяртай байна. үйл явц нь өөр хойш нэг цэг хүлээн авч, орон зай дамжуулан явдаг.