Dealan-eadar-obrachadh eadar pìosan

Tha an aiste seo a 'coimhead air dè an t-feachdan nàdair - bunaiteach dealan-eadar-obrachadh agus na prionnsabalan air a bheil e air a thogail. Bidh cuideachd gun tèid innse mun chomas air an robh dòighean-obrach ùra a 'sgrùdadh a' chuspair seo. Aig an sgoil ann an clasaichean fiosaig, oileanaich a tha mu choinneamh a 'mìneachadh bun-bheachd "feachd." Tha iad ag ionnsachadh gu bheil an cumhachd a dh'fhaodas a bhith glè eadar-dhealaichte - a 'frictional feachd, an fhorsa air iom-tharraing, elasticity agus neart mòran coltach. Chan eil iad uile Faodar an t-ainm bunaiteach, mar a tha glè thric a 'annas àrd-feachd (frictional feachd, mar eisimpleir, le eadar-obrachadh eadar an molecules). Tha an dealan-eadar-obrachadh a dh'fhaodadh a bhith àrd-sgoil - mar thoradh. Mhoileciuilich Physics toirt seachad mar eisimpleir Van der Waals fhorsa. Cuideachd a 'toirt mòran eisimpleirean agus bhunaiteach Particle fiosaig.

Ann an nàdar,

Bu toigh leam faighinn gu brìgh na pròiseasan a 'tachairt ann an nàdar, mar a tha ea' toirt dhuinn obair an dealan-eadar-obrachadh. Dè dìreach a tha bunaiteach feachd a 'sònrachadh na h-uile a chaidh a thogail a-àrd feachdan? Fios aig gach neach gu bheil an dealan-eadar-obrachadh, no, mar tha e air a ghairm, cumhachd an dealain bunaiteach. Tha seo ri fhaicinn Coulomb lagh, a tha aice fhèin generalization bhuineas bho Maxwell co-aontaran. Tachartasan innse uile gu nàdarra agus iùil-tharraingeach dealain feachdan. 'S e sin carson a tha e air a dhearbhadh gun robh an ceangal eadar dealan-achaidhean - bunaiteach feachdan nàdair. Tha na leanas mar eisimpleir - an fhorsa air iom-tharraing. Fiù 's an-sgoile fios mu dheidhinn an lagh choitcheann gravitation Isaaka Nyutona, a bha cuideachd o chionn ghoirid fhuair ceart generalization de Einstein a' cho-aontaran, agus, a rèir a teòiridh iom-tharraing an fhorsa an dealan-eadar-obrachadh bunaiteach ann an nàdar, cuideachd.

Uair a bha e a 'creidsinn nach eil ach dà bunaiteach feachdan, ach thàinig saidheans air adhart, mean air mhean a' dearbhadh nach eil e mar sin. Mar eisimpleir, leis a 'lorg atamach niuclas dh'fheumadh sinn toirt a-steach bun-bheachd cumhachd niuclasach, no mar a thuigeas prionnsabal gleidheadh pìosan a-staigh an niuclas, carson nach eil iad a' sgèith air falbh a h-uile stiùiridhean. Tuigsinn ciamar a tha an dealan-eadar-obrachadh ann an nàdar, tha iad air cuideachadh a 'tomhas niuclasach feachdan, a' sgrùdadh agus a 'mìneachadh. An dèidh sin, ge-tà, an saidheans thàinig iad gu co-dhùnadh a niuclasach feachdan tha àrd-sgoile agus ann an iomadh dreach leithid Van der Waals fhorsa. Gu dearbh, cha robh bunaiteach feachdan a 'toirt an quarks eadar-obrachadh le chèile. An sin - àrd buaidh - 'S e eadar-obrachadh eadar an dealan-achaidhean an protons agus neutrons ann an niuclas. Truly bunaiteach a tha an ceangal eadar quarks, gluons tha iomlaid. Mar so chaidh a lorg ann an nàdar a tha dha-rìribh an treas feachd bunaiteach.

Leantainn na sgeulachd

Bhunaiteach pìosan crìonadh, trom - air a 'aotruime, agus an crìonadh a' toirt iomradh air an ùr neart an dealan-eadar-obrachadh, a tha air an ainmeachadh - cumhachd an eadar-obrachadh lag. Carson bochd? Seach eileagmagnatach bhacadh sam bith ann an nàdar a tha mòran nas làidire. Agus a rìs, tha e a 'tionndadh a-mach gu bheil an teòiridh lag eadar-obrachadh, agus mar sin thòisich breagha san dealbh an t-saoghail agus bho thùs a-iomlan ag innse mar a tha crìonadh na pìosan bhunaiteach, nach eil a' nochdadh an aon postulates, ma tha lùth mheudachadh. 'S e sin carson a tha an t-seann teòiridh air a bhith air ath-dhealbhadh eile - a teòiridh an lag eadar-obrachadh, an turas seo a bhith choitcheann. Ged a chaidh a thogail bha e air an aon phrionnsabalan mar a 'chòrr de na teòiridh a' toirt iomradh air an dealan-eadar-obrachadh eadar na pìosan. Anns an latha an-diugh, tha ceithir sgrùdadh is dearbhte bunaiteach eadar-obrachadh, agus an còigeamh - air an rathad, mu dheidhinn thig e. A h-uile ceithir - talamh, làidir, lag, eileagmagnatach - a tha air a thogail air an aon prionnsabal: an fhorsa a chruthachadh eadar na pìosan a tha na thoradh de bhith a 'sgaoileadh sàs giùlain, no eile - mediate eadar-obrachadh.

Dè an seòrsa neach-cuideachaidh? Tha seo a 'photon - gun Particle tomad, ach a dh'aindeoin sin a' togail gu soirbheachail dealan-bhacadh air sgàth chèile a eòlaichean den dealan tonn no solas eòlaichean. Tha an dealan-eadar-obrachadh a dhèanamh le photons ann an achadh fo chasaid pìosan, a tha a 'conaltradh le cuid feachd, mar a tha an ùine a gnothaich an Coulomb lagh. Tha aon massless Particle - gluon, tha ochd seòrsaichean, tha e a 'cuideachadh le bhith a' conaltradh quarks. 'S e seo eadar-obrachadh eileagmagnatach an tàladh eadar cìsean, agus tha e ag ràdh gu làidir. Tha, agus an eadar-obrachadh lag chan eil e gun eadar-mheadhanairean, le pìosan a stàilinn le tomad barrachd air a sin, tha iad mòr, a tha trom. Tha seo eadar-mheadhanach Vector bosons. An cuideam agus an cuideam a tha mar thoradh air an laigse air eadar-obrachadh. Gravity 'S e am forsa a iomlaidean eòlaichean talamh achadh. 'S e seo tàladh an dealan-eadar-obrachadh eadar pìosan, tha e fhathast nach eil gu leòr a sgrùdadh, eadhon graviton dheuchainn, chan eil e fhathast a' lorg, agus eòlaichean gravity chan eil sinn gu math an sin, agus dìreach air sgàth 'againn airson innse nach urrainn e fhathast.

còigeamh feachd

Tha sinn a 'beachdachadh air ceithir seòrsachan eadar-obrachaidhean bunaiteach: làidir, lag, dealan, talamh. Eadar-obrachadh - 'S e achd iomlaid pìosan, agus beachd sam bith co-chothromachd agus nach urrainn, oir chan eil eadar-obrachadh nach eil co-cheangailte ris. Tha e a 'sònrachadh an àireamh de pìosan agus an aifrinn. Leis an dearbh co-chothromachd mòr e daonnan neoni. Mar sin, an photon agus an gluon tomad nach eil, tha e co-ionnan ri neoni, na graviton - cuideachd. Ma tha co-chothromachd a tha briste, tomad a thighinn gu bhith na neoini. Mar sin, eadar-mheadhanach Vector Bison tha tomad, a chionn an co-chothromachd a tha briste. Tha na ceithir bunaiteach eadar-obrachadh Mhìnich h-uile càil a tha sinn a 'faicinn agus a' faireachdainn. Tha na tha air fhàgail ag ràdh gu bheil feachdan aca eileagmagnatach choimhcheangal 'S e àrd-sgoil. Ach, ann an 2012 bha fuasgladh ann an saidheans agus chaidh a lorg eile Particle, a bha uaireigin ainmeil a dhèanamh. Atharrachadh ann an saidheansail t-saoghail air an cur air dòigh a 'fosgladh na boson Higgs, a tha, mar a tha e a' tionndadh a-mach, a 'frithealadh cuideachd a' giùlan an eadar-obrachadh eadar quarks agus leptons.

'S e sin carson-saidheans nàdar a-nis ag ràdh gun robh an còigeamh cuid feachd, an t-eadar-mheadhanach a thionndaidh a mach gu bhi' na boson Higgs. Co-chothromachd a bhriseadh an seo: bho boson Higgs tha tomad. Mar sin tha an àireamh de eadar-obrachadh (air an fhacal ann an nuadh Particle fiosaig Tha a chur an àite an fhacail "feachd") air a ràinig còig. 'S dòcha tha sinn a' feitheamh airson ùra a lorg, bho chan eil fhios againn dìreach ma tha fiù 's às a chèile bho na eadar-obrachadh. Tha e gu math comasach a tha sinn air a thogail, agus an-diugh 'mhodail seo, bhiodh e coltach gu foirfe a' mìneachadh a h-uile phenomena fa'near an t-saoghal, agus chan eil e gu math coileanta. Agus is dòcha, an dèidh greis ann an sin a bhios ùr eadar-obrachadh agus ùr neart. Tha coltachd a leithid sin de bheil co-dhiù oir tha sinn glè mean air mhean a dh'ionnsaich sin tha an-dràsta-ainm bunaiteach eadar-obrachadh - làidir, lag, dealan, talamh. Às dèidh na h-uile, ma tha ann an nàdur supersymmetric pìosan, a tha air a dheasbad anns an t-saoghal saidheansail, tha e a 'ciallachadh gu bheil co-chothromachd ùr, co-chothromachd agus an-còmhnaidh an lùib a' Chogaidh ùr pìosan a mediate eatorra. Mar sin, tha sinn a 'cluinntinn roimhe unknown feachd bunaiteach, mar a bha iongnadh air ionnsachadh gu bheil, mar eisimpleir, dealan, lag eadar-obrachadh. Eòlas a thaobh ar nàdar fhèin glè neo-iomlan.

co-cheangal

Tha a 'mhòr-chuid inntinneach rud tha sin eadar-obrachadh ùr sam bith, feumaidh an còmhnaidh a' leantainn gu tur neo-aithnichte iongantas. Mar eisimpleir, ma Cha robh sinn ag ionnsachadh mu na lag eadar-obrachadh, cha bhiodh sinn air a lorg a thuit, agus nach robh e ann ar n-eòlas crìonaidh, cha sgrùdadh niùclasach reaction bhiodh air a bhith do-dhèanta. Agus ma bha sinn mothachail nach niùclasach-bhualaidhean, cha bhiodh a 'tuigsinn mar a' ghrian a 'deàrrsadh air dhuinn. Às dèidh na h-uile, ma cha robh e a 'dealradh, agus beatha air an Talamh nach biodh a chruthachadh. Mar sin 'an làthair an eadar-obrachadh eadar a' sealltainn gu bheil e air leth cudromach. Ma tha an eadar-obrachadh làidir eil ann, agus atamach nuclei nach biodh stàball. Air sgàth an dealan-eadar-obrachadh eadar an Talamh a 'faighinn cumhachd bhon ghrèin, agus an solas a' tighinn bho ghathan ris, a bhlàthachadh a 'phlanaid. Agus a h-uile ainm eadar-obrachadh deatamach. Seo boson, mar eisimpleir. Boson Higgs 'toirt Particle tomad le eadar-obrachadh leis a' mhachair, tha sinn aonais cha bhiodh e beò. Agus ciamar, gun an tarraing eadar-obrachadh gus fuireach air uachdar na planaid? Bhiodh e do-dhèanta nach eil a-mhàin airson dhuinn, ach chan eil dad aig a h-uile.

Dearbh a h-uile eadar-obrachadh, fiù 's an fheadhainn nach eil sinn fhathast fhios agad, a tha a h-uile càil a dh'fheumas fios aig a' chinne-daonna, a 'tuigsinn agus a bheil gaol sin. Dè is urrainn dhuinn fios agad? Tha, tha tòrr. Mar eisimpleir, tha fios againn gu bheil an proton tha seasmhach ann an niuclas. Fìor, gu math cudromach dhuinn, seo a seasmhachd, a chaochladh an aon dòigh nach biodh beatha. Ach, tha deuchainnean a 'moladh gun proton beatha - àm luach cuingealaichte. Long, gu dearbh, 10 ³⁴ bliadhna. Ach tha e a 'ciallachadh gu bheil nas luaithe no nas tuiteam às a chèile, agus an proton, agus bidh seo ag iarraidh an cuid feachd ùr, a tha ùr eadar-obrachadh. Aghaidh crìonadh protons teòiridh ann mar-thà a tha a 'bheachd ùr, tha mòran ìre nas àirde de chothromachd, uime sin, ùr eadar-obrachadh ann a dh'fhaodadh a chan eil sinn rud sam bith.

Grand aonadh

Tha an aonachd nàdar an aon prionnsabal togail a h-uile bunaiteach eadar-obrachadh. Bha mòran ceistean a dh'èireas a thaobh an àireamh de orra agus a 'mìneachadh nan adhbharan airson seo gu h-àraid air meud. Dreachan a thogail an seo mòran, agus tha iad gu math eadar-dhealaichte ann an co-dhùnaidhean a ruighinn. Mìnich an làthair dìreach leithid àireamh de bunaiteach eadar-obrachadh anns gach dòigh a ghabhadh dèanamh, ach tha iad aon prionnsabal a 'togail fianais. Daonnan a 'chuid as motha diofar sheòrsaichean eadar-obrachadh,-rannsachaidh a' feuchainn ri tighinn còmhla ann an aon. Uime sin leithid teòiridhean agus teòiridhean ghairm Grand Aonaichte. Mar ma tha an t-saoghail geugan chraobh: ioma-ghnèitheachd de mheuran, agus an stoc a tha daonnan an aon rud.

Sin oir tha sin uile a smuaintean ceangal beachd. Tha freumh na h-uile ainmeil eadar-obrachadh aon stoc a 'biadhadh, a tha mar thoradh air an call co-chothromachd thòisich meur-mach agus a chruthachadh diofar bunaiteach eadar-obrachadh, a dh'fhaodas sinn a' faicinn deuchainnean. Tha seo a 'bharail nach b' urrainn a dhearbhadh fhathast, oir tha e a 'cur feum anabarrach àrd lùth fiosaig, deuchainnean-ruigsinneach-diugh. Tha e gu math comasach, agus tha seo na roghainn gu bheil sinn a-riamh nach eil ann an sealbh nan cumhachdan sin. Ach tha timcheall air seo bhacadh e gu math sa ghabhas.

às a chèile

Tha sinn a-cè, nàdarra accelerator, agus uile pròiseasan a tha a 'tachairt ann, ga dhèanamh comasach sùil a thoirt fiù' s as dàna a bheachd-bharail mu cumanta freumhan a h-uile ainm eadar-obrachadh. Rud inntinneach eile obair a 'tuigsinn an eadar-obrachadh ann an nàdar a tha' s dòcha fiù 's nas iom-fhillte. Tha e riatanach a 'tuigsinn mar a' buntainn ris an iom-tharraing le forsaichean eile de nàdar. 'S e seo eadar-obrachadh bunaiteach a tha a' seasamh mar a tha e air leth, a dh'aindeoin 's gu robh, a rèir a' phrionnsapail togail bheachd seo a tha coltach ri càch uile.

Einstein sgrùdadh an teòiridh iom-tharraing, a 'feuchainn ri ceangal e le electromagnetism. A dh'aindeoin mar gum biodh an da-rìribh gus fuasgladh fhaighinn air an duilgheadas seo, an uair sin an teòiridh fhathast cha do thachair. A-nis 'chinne-daonna fios aig beagan a bharrachd, co-dhiù a tha fios againn mu dheidhinn a' làidir agus eadar-obrachadh lag. Agus ma tha a-nis iomlan togail nan aonaichte teòiridh, bidh e gu cinnteach buaidh a thoirt air a-rithist dìth eòlais. Roimhe Dh'fhàillig a chur air iom-tharraing ionann ris an t-eadar-obrachadh eile, bhon a h-uile ùmhal na laghan air an òrdachadh le eòlaichean fiosaig agus gravity - no. A rèir eòlaichean teòiridh, a h-uile pìosan tha quanta àraidh achadh. Ach eòlaichean gravity eil ann, co-dhiù nach eil fhathast. Ach, tha an àireamh de eadar-obrachadh mar-thà a lorg ath-aithris cruaidh mu dheidhinn dè nach urrainn a bhith singilte sam bith sgeama.

electric achadh

Air ais ann an 1860, a 'mhòr naoidheamh linn deug fiosaig Seumas Clèireach Maxwell a leantainn ann an cruthachadh teòiridh a' mìneachadh an dealan-inntrigidh. Nuair a atharrachadh ann an làrach magnat ann an cuid de puing ann am fànas dealain achadh. Ma tha an raon seo a lorg dùinte stiùiriche, an inntrigidh làithreach a 'sruthadh ann an uisge achadh. His teòiridh dealan-achaidhean Maxwell a 'dearbhadh gu bheil coltach cùl phròiseas: ma tha atharrachadh ann an àm an dealain ann an achadh àraidh puing san fhànais a bhios a dhìth air làrach magnat. Mar sin atharrachadh sam bith faodaidh diofar dealain achadh, agus gheibh atharrachadh ann an uisge seach magnat ann an làrach magnat àm. Tha iad sin a caochladairean, ghineadh a chèile achaidhean chur air dòigh le aonaichte achadh - eileagmagnatach.

Tha a 'mhòr-chuid cudromach thoradh a leanas bho foirmlean Maxwell an teòiridh - fàisneachd gu bheil dealan, stuadhan, i.e. Adhartachadh dealan-achadh ann an tìm agus àite. Tha tùs an dealan-achadh a tha a 'gluasad le luathachadh cosgaisean an dealain. Eu-coltach ri acustaig (SÙBAILTE) eileagmagnatach tonn urrainn propagate ann an stuth sam bith, fiù 's ann an vacuo. Dealan-tharraingeach ann vacuo propagates le astar solais (c = 299 792 cilemeatair san dàrna). Tha wavelength dh'fhaodadh a bhith eadar-dhealaichte. Dealan tuinn bhon deich mìle meatair gu 0.005 meatair a dh'àirde - tha seo rèidio tonn a tha air a chleachdadh a 'sgaoileadh fiosrachadh thugainn, a tha an comharra airson àraidh astar gun sam bith uèirichean. A chruthachadh rèidio tonn aig àrd tricead an-dràsta a 'sruthadh ann an iadhaire.

Dè na tonnan

Ma fad an cruth de rèididheachd tarraingeach eadar 0,005 micrometer gu 1 meatair, i.e. an fheadhainn a tha ann an raon eadar rim faicinn solas agus rèidio tonn - 'S e fo-dhearg rèididheachd. His-mach a h-uile buidhnean a theasachadh: bataraidhean, stòbhaichean, incandescent lampaichean. Special innealan iompachadh fo-dhearg rèididheachd a-steach solais faicsinneach, fhaighinn ìomhaighean de rudan a-mach e, fiù 's ann an dorchadas iomlan. Visible solas emits a wavelength de 770 gu 380 nanometers - an dath a 'tionndadh bho dhearg gu purpaidh. Tha seo a 'chuibhrionn an speactram tha airson beatha duine an leth cudromach, oir mòr na phàirt de fiosrachadh mu dheidhinn an t-saoghail a gheibh sinn tro lèirsinn.

Ma tha an cruth de rèididheachd tarraingeach Tha wavelength nas lugha na an dath purpaidh a tha ultraviolet solus a mharbhas bacteria. X-ghathan nach eil ri fhaicinn an-shùil. Chan eil iad a 'toirt suas ri faicinn solas doilleir fillidhean de stuth. X-ray a bhreithneachadh galaran taobh a-staigh de na buill-bodhaig dhaoine agus beathaichean. Ma tha an cruth de rèididheachd tarraingeach ga chruthachadh le eadar-obrachadh eadar pìosan bhunaiteach agus thèid a sgaoileadh le bhioran nuclei fhaighinn le Gamma rèididheachd. 'S e seo a' chuid as motha de raon farsaing anns an speactram eileagmagnatach seach nach eil e a chuingealachadh gu àrd neart. Gamma rèididheachd a dh'fhaodas a bhith bog agus cruaidh: taobh a-staigh eadar-ghluasad cumhachd atamach nuclei - bog, agus ann an niuclasach ath-bhualaidhean - theann. Tha iad sin a ghathan furasta a tharraing sìos molecules agus feartan bith-eòlais. Great sonas sin ann an àile na gathan gamma nach fhaigh tro. Coimhead Gamma ghathan bho àite a bhith. Aig fìor àrd neart an dealan-eadar-obrachadh propagates aig astar faisg air an t-solas: Gamma quanta gaol niuclas dadaman, a 'briseadh sìos iad a-steach pìosan, sgapte ann an diofar stiùiridhean. Nuair a breiceadh, iad a mach solus, ri fhaicinn ann an sònraichte telescopes.

Bho na dh'fhalbh - an àm ri teachd

Dealan tuinn, mar a chaidh a ràdh, le dùil Maxwell. E sgrùdadh gu cùramach agus feuchainn ri 'creidsinn ann am matamataig beagan naive dealbhan Faraday, air a bheil an iùil-tharraingeach agus dealain phenomena a chaidh a dhealbhadh. B 'e Maxwell lorg dìth cothromachaidh. Agus gun robh e comasach air dearbhadh àireamh de cho-aontaran a seach dealain-achaidhean a ghineadh iùil-tharraingeach agus a chaochladh. Dh'adhbhraich seo ris a 'creidsinn gu bheil a leithid achaidhean agus a dhealachadh bho na stiùirichean air an gluasad tro Vacuum le cuid famhair astar. Agus thuig e e. Gaoithe bha faisg air trohstam mìltean de cilemeatair san dàrna.

Tha sin eadar-obrachadh teòiridh agus deuchainn. Tha eisimpleir a tha a 'fosgladh tro bheil sinn ag ionnsachadh mu na th' ann de eileagmagnatach tonn. Anns a thàinig e còmhla le cuideachadh fiosaigs dìreach heterogeneous bun-bheachdan - magnetism agus dealan, mar a tha e corporra annas an aon òrdugh, dìreach diofar taobhan e tha ann an conaltradh. Teòiridhean a tha cur air dòigh an aon cùl eile, agus tha iad uile dlùth cheangailte ri chèile: an teòiridh electroweak eadar-obrachadh, mar eisimpleir, far a bheil an aon suidheachadh a rèir an lag niùclasach an fhorsa is dealan, msaa Tha seo uile a 'measgachadh eòlaichean chromodynamics, a' còmhdach a 'làidir agus electroweak eadar-obrachadh (an seo, mionaideachd Ged a b 'ìsle, ach an t-obrachadh a' leantainn). Dian sgrùdadh raointean leithid nàdar mar eòlaichean teòiridh iom-tharraing agus sreang.

toraidhean

Tha e a 'tionndadh a-mach gu bheil an t-àite mun cuairt oirnn tur permeated le cruth de rèididheachd tarraingeach: rionnagan agus a' ghrian, a 'ghealach agus eile gluasadan nèamhaidh buidhnean, tha e an talamh fhèin, agus gach fòn ann an làmhan duine, agus iadhaire stèiseanan - a h-uile seo emits eileagmagnatach tonnan diofar ainmean . Crochadh air an tricead de na oscillations, a radiates an cuspair eadar-dhealaichte fo-dhearg, rèidio, ri faicinn solas, bio-achadh ghathan, X-ghathan agus a 'leithid.

Nuair dealan-achadh a sgaoileadh, tha e a 'fàs an dealan tonn. 'S e dìreach an inexhaustible lùth, Vibrate an dealain cosgaisean na molecules agus dadaman. Agus ma asgaidh oscillates, a gluasad air a grad, agus uime sin emits eileagmagnatach tonn. Ma bhios an làrach magnat atharrachaidhean, achadh air a togail-inntinn le uisge vortex a tha, ann an tionndadh, excites an iùil-tharraingeach vortex achadh. Tha am pròiseas a 'dol tro na speuran, a' gabhail ri aon phuing an dèidh a chèile.