Взаємодія тіл в природі
Всі тіла в природі надають один на одного вплив. Це знали і в стародавні часи. Але розуміння цих взаємодій на фундаментальному рівні стало доступним лише в 20-му столітті.
Класична фізика
Дамо визначення взаємодії – це вплив тіл або полів один на одного, яке веде до зміни їх стану. Людина, переміщаючи предмет, прикладає до нього силу. При цьому, відповідно до третього закону Ньютона, то ж дію має і предмет на людину.
До 20-го століття вчені говорили про механічне (як в прикладі вище), тепловому і електромагнітній взаємодії. Зі становленням уявлень про структуру матерії стало ясно, що механічне і теплове взаємодія – суть електромагнітне, бо молекули, володіючи магнітними і електричними параметрами, відштовхують і притягують один одного. Проте, це ще ніяк не позначилося на рівняннях фізики.
Важливим проривом стало усвідомлення того, що всі тіла взаємодіють за допомогою силових полів. Теорія дальнодії, яка правила до кінця 19-го століття, стверджувала, що взаємодія передається миттєво на будь-які відстані. Але після успішного експериментального докази електродинаміки вчені знову повернулися до близькодії. Тільки тепер теорія ефіру, як середовища, в якій поширюється вплив, була відкинута.
Сучасна фізика
Першим переосмислив всю попередню фізику звичайний клерк з конструкторського бюро в Швейцарії – Альберт Ейнштейн. Він припустив, що ніяка взаємодія не може поширюватися швидше за швидкість світла (яка в свою чергу є постійною величиною). Він же створив нову теорію гравітації, використовуючи досягнення фізиків і математиків, в першу чергу Лоренца, Максвелла і Маньківського. Простір і час були об’єднані в одну сутність, яка і слугувала середовищем поширення вплив одних тіл на інші. Це позначилося на рівняннях Ньютона, Максвелла та інших (були введені поправки на випадок швидкостей, близьких швидкості світла).
У сучасній стандартної моделі взаємодія передається за допомогою частинок. Електромагнітне – через фотони, гравітація – через Гравітон, і так далі. При цьому всі взаємодії були поділені на три фундаментальних виду:
- Сильні; Електрослабкі; Гравітаційні.
Вони відрізняються один від одного радіусом дії і силою. Гравітаційна взаємодія поширюється на величезні відстані, але при цьому для їх спостереження необхідні тіла величезних мас. Таких, наприклад, як планети і зірки. Тому експериментальним доказом гравітаційної взаємодії є астрономічні спостереження.
Електрослабка і сильне взаємодії – короткодіючі. Перше проявляється на ядерному і молекулярному рівнях, але також і на макрорівні – тяжіння заряджених тел. Електрослабкої взаємодії пов’язані ядра і електрони, атоми, молекули в хімічних сполуках. Сильна взаємодія пов’язує адрони, з яких складаються протони і нейтрони.
При цьому, гравітаційна взаємодія існує і на мікрорівні, але його вплив мізерно через малі мас беруть участь об’єктів. Зокрема, гравітація впливає і на світло (фотони), чим і пояснюється викривлення світлових променів або їх тяжіння до чорних дірок.
Що ми дізналися?
В ході уроку розібралися з поняттям взаємодії тіл, дали йому визначення, розглянули його сутність на фундаментальному рівні. Коротко описали сучасне уявлення про взаємодію тіл в природі.
(2 votes, average: 4.00 out of 5)