Фундаментальные взаимодействия (уч.10кл.Стр.9-16)

Фундаментальные взаимодействия

Виды фундаментальных взаимодействий

Радиус действия фундаментального взаимодействия

Взаимодействие как связь структур вещества

Слабое взаимодействие

Электромагнитное взаимодействие

Гравитационное взаимодействие

Фундаментальные взаимодействия – взаимодействия, которые не могут быть сведены к другим, более простым взаимодействиям.

Все процессы и явления происходят в результате этих взаимодействий.

Всего различают 4 вида фундаментальных (несводимых к другим) взаимодействия:

- гравитационное

- электромагнитное

- слабое

- сильное.

Электромагнитное взаимодействие объясняется обменом виртуальными фотонами (Из неопределенности Гейзенберга следует, что за небольшое время электрон за счет своей внутренней энергии может выпустить квант, и возместить потерю энергии захватом такого же. Испущенный квант поглощается другим, таким образом обеспечивая взаимодействие.)

Электромагнитное взаимодействие связывает между собой только заряженные частицы.

Cильное взаимодействие – обменом глюонами (спин 1, масса 0, переносят "цветовой" кварковый заряд)

Сильное взаимодействие определяет связи только между адронами.

Слабое взаимодействие – обменом векторными бозонами.

Слабое взаимодействие присуще всем частицам, кроме фотона.

Гравитационное взаимодействие не объясняется, но кванты гравитационного поля теоретически должны иметь массу 0, спин 2.

Гравитационное взаимодействие универсально: в нем участвуют все элементарные частицы.

Важнейшей характеристикой фундаментального взаимодействия является радиус действия.

Радиус действия – максимальное расстояние между частицами, за пределами которого взаимодействием можно пренебречь.

При малом радиусе действия взаимодействие называют короткодействующим, при большом – дальнодействующим.

Сильное и слабое взаимодействия являются короткодействующими.

Их интенсивность очень быстро убывает с расстоянием.

Электромагнитное и гравитационное взаимодействия являются дальнодействующими. Они медленно убывают с расстоянием и не имеют конечного радиуса действия.

В атомном ядре связь протонов и нейтронов обуславливает сильное взаимодействие. Оно обеспечивает исключительную прочность и стабильность ядра.

Слабое взаимодействие в миллион раз менее интенсивно, чем сильное. Оно действует между большинством элементарных частиц, находящихся друг от друга на расстоянии 10^-17м.

Слабым взаимодействием определяется радиоактивный распад, реакции термоядерного синтеза на Солнце.

Электромагнитное взаимодействие определяет структуру вещества за пределами радиуса действия сильного взаимодействия. Оно связывает электроны и ядра в атомах и молекулах, объединяет атомы и молекулы в вещества, определяет химические и биологические процессы.

Электромагнитное взаимодействие не оказывает существенного влияния на движение макроскопических тел большой массы, так как те электрический нейтральны.

Гравитационное взаимодействие прямо пропорционально массам взаимодействующих тел и потому наиболее сильно проявляется между макроскопическими телами. Из-за малой массы микрочастиц оно несущественно в процессах микромира.

Существует теория «великого объединения», согласно которой слабое, сильное и электромагнитное взаимодействия объединены и существует всего два типа взаимодействия : объединенное и гравитационное.

Не исключено, что все четыре взаимодействия являются проявлениями единого взаимодействия.