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सबसे आसान तरीका है क्षेत्र की कल्पना करना (उदाहरण के लिए, मौलिक क्षेत्र जिनमें एक स्पष्ट प्रत्यक्ष यांत्रिक प्रकृति नहीं है) कुछ (काल्पनिक या बस काल्पनिक) निरंतर माध्यम के एक गड़बड़ी (संतुलन, आंदोलन से विचलन) के रूप में। पूरी जगह भर देता है। उदाहरण के लिए, एक लोचदार माध्यम के विरूपण के रूप में, जिसकी गति के समीकरण उस अधिक अमूर्त क्षेत्र के क्षेत्र समीकरणों के साथ मेल खाते हैं या उनके करीब हैं जिन्हें हम कल्पना करना चाहते हैं। ऐतिहासिक रूप से, इस तरह के एक माध्यम को ईथर कहा जाता था, लेकिन बाद में यह शब्द लगभग पूरी तरह से अनुपयोगी हो गया, और इसका निहित भौतिक रूप से सार्थक हिस्सा क्षेत्र की अवधारणा के साथ विलीन हो गया। फिर भी, सामान्य शब्दों में भौतिक क्षेत्र की अवधारणा की एक मौलिक दृश्य समझ के लिए, ऐसा प्रतिनिधित्व उपयोगी है, यह देखते हुए कि आधुनिक भौतिकी के ढांचे में, इस तरह के दृष्टिकोण को आमतौर पर केवल एक उदाहरण के रूप में स्वीकार किया जाता है।
इसलिए, भौतिक क्षेत्र को एक वितरित गतिशील प्रणाली के रूप में वर्णित किया जा सकता है जिसमें स्वतंत्रता की अनंत संख्या होती है।
मौलिक क्षेत्रों के लिए क्षेत्र चर की भूमिका अक्सर संभावित (स्केलर, वेक्टर, टेंसर) द्वारा निभाई जाती है, कभी-कभी क्षेत्र की ताकत नामक मात्रा द्वारा। (मात्राबद्ध क्षेत्रों के लिए, एक निश्चित अर्थ में, संबंधित ऑपरेटर भी एक क्षेत्र चर की शास्त्रीय अवधारणा का एक सामान्यीकरण है)।
भी खेतभौतिकी में वे एक भौतिक मात्रा कहते हैं, जिसे स्थान के आधार पर माना जाता है: एक पूर्ण सेट के रूप में, आम तौर पर बोलते हुए, इस मात्रा के विभिन्न मूल्यों के लिए कुछ विस्तारित निरंतर शरीर के सभी बिंदुओं के लिए - एक निरंतर माध्यम, इसका वर्णन करता है इस विस्तारित शरीर की स्थिति या गति की समग्रता। ऐसे क्षेत्रों के उदाहरण हो सकते हैं:
- एक निश्चित माध्यम (उदाहरण के लिए, एक क्रिस्टल, तरल या गैस में) में तापमान (आमतौर पर अलग-अलग बिंदुओं पर, साथ ही अलग-अलग समय पर) - एक (स्केलर) तापमान क्षेत्र,
- द्रव के एक निश्चित आयतन के सभी तत्वों की गति वेगों का एक सदिश क्षेत्र है,
- एक लोचदार शरीर के विरूपण के दौरान विस्थापन का वेक्टर क्षेत्र और तनाव का तनाव क्षेत्र।
ऐसे क्षेत्रों की गतिशीलता को आंशिक अंतर समीकरणों द्वारा भी वर्णित किया गया है, और ऐतिहासिक रूप से, 18 वीं शताब्दी के बाद से, यह ठीक ऐसे क्षेत्र थे जिन्हें पहली बार भौतिकी में माना गया था।
भौतिक क्षेत्र की आधुनिक अवधारणा एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के विचार से विकसित हुई, जिसे पहली बार भौतिक रूप से ठोस और आधुनिक रूप में फैराडे द्वारा महसूस किया गया, गणितीय रूप से लगातार मैक्सवेल द्वारा कार्यान्वित किया गया - शुरू में एक काल्पनिक निरंतर माध्यम के एक यांत्रिक मॉडल का उपयोग करके - ईथर, लेकिन फिर एक यांत्रिक मॉडल के उपयोग से परे चला गया।
मौलिक क्षेत्र
भौतिकी के क्षेत्रों में, तथाकथित मौलिक प्रतिष्ठित हैं। ये ऐसे क्षेत्र हैं, जो आधुनिक भौतिकी के क्षेत्र प्रतिमान के अनुसार, दुनिया की भौतिक तस्वीर का आधार बनते हैं, अन्य सभी क्षेत्र और अंतःक्रियाएं उनसे प्राप्त होती हैं। उनमें एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करने वाले क्षेत्रों के दो मुख्य वर्ग शामिल हैं:
- मौलिक फ़र्मियन क्षेत्र, मुख्य रूप से पदार्थ के विवरण के लिए भौतिक आधार का प्रतिनिधित्व करते हैं,
- मौलिक बोसोनिक क्षेत्र (गुरुत्वाकर्षण सहित, जो एक टेंसर गेज क्षेत्र है), जो मैक्सवेलियन विद्युत चुम्बकीय और न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों की अवधारणा का विस्तार और विकास है; सिद्धांत उन पर आधारित है।
सिद्धांत हैं (उदाहरण के लिए, स्ट्रिंग सिद्धांत, विभिन्न अन्य एकीकरण सिद्धांत), जिसमें मौलिक क्षेत्रों की भूमिका कई अन्य लोगों द्वारा कब्जा कर ली गई है, इन सिद्धांतों, क्षेत्रों या वस्तुओं (और वर्तमान मौलिक क्षेत्रों) के दृष्टिकोण से और भी अधिक मौलिक इन सिद्धांतों में "अभूतपूर्व" परिणाम के रूप में कुछ सन्निकटन में प्रकट या प्रकट होना चाहिए)। हालांकि, ऐसे सिद्धांतों की अभी तक पर्याप्त पुष्टि या आम तौर पर स्वीकार नहीं किया गया है।
कहानी
ऐतिहासिक रूप से, मौलिक क्षेत्रों में, विद्युत चुम्बकीय (विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र, फिर एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में संयुक्त) और गुरुत्वाकर्षण संपर्क के लिए जिम्मेदार क्षेत्रों की खोज की गई थी (ठीक भौतिक क्षेत्रों के रूप में)। इन क्षेत्रों की खोज और अध्ययन पहले से ही शास्त्रीय भौतिकी में पर्याप्त विस्तार से किया गया था। प्रारंभ में, इन क्षेत्रों (गुरुत्वाकर्षण, इलेक्ट्रोस्टैटिक्स और मैग्नेटोस्टैटिक्स के न्यूटनियन सिद्धांत के ढांचे के भीतर) ने अधिकांश भौतिकविदों को औपचारिक सुविधा के लिए औपचारिक गणितीय वस्तुओं के रूप में देखा, न कि एक पूर्ण भौतिक वास्तविकता के रूप में, गहन भौतिक समझ के प्रयासों के बावजूद , जो, हालांकि, अस्पष्ट रहा या बहुत महत्वपूर्ण फल नहीं दे रहा था। लेकिन फैराडे और मैक्सवेल के साथ शुरू करते हुए, एक पूरी तरह से सार्थक भौतिक वास्तविकता के रूप में क्षेत्र के दृष्टिकोण (इस मामले में, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए) को व्यवस्थित रूप से और बहुत फलदायी रूप से लागू किया जाने लगा, जिसमें इन विचारों के गणितीय सूत्रीकरण में एक महत्वपूर्ण सफलता भी शामिल है।
दूसरी ओर, जैसे-जैसे क्वांटम यांत्रिकी विकसित हुई, यह अधिक से अधिक स्पष्ट होता गया कि पदार्थ (कणों) में ऐसे गुण होते हैं जो सैद्धांतिक रूप से क्षेत्रों में निहित होते हैं।
वर्तमान स्थिति
इस प्रकार, यह पता चला कि दुनिया की भौतिक तस्वीर को इसकी नींव में परिमाणित क्षेत्रों और उनकी बातचीत में कम किया जा सकता है।
कुछ हद तक, मुख्य रूप से प्रक्षेपवक्र और फेनमैन आरेखों के साथ एकीकरण की औपचारिकता के ढांचे के भीतर, विपरीत आंदोलन भी हुआ: क्षेत्रों को लगभग शास्त्रीय कणों के रूप में ध्यान देने योग्य सीमा तक दर्शाया जा सकता है (अधिक सटीक रूप से, लगभग अनंत संख्या के सुपरपोजिशन के रूप में) शास्त्रीय कण सभी बोधगम्य प्रक्षेपवक्र के साथ चलते हैं), और एक दूसरे के साथ क्षेत्रों की बातचीत - कणों द्वारा एक दूसरे के जन्म और अवशोषण के रूप में (इस तरह के सभी बोधगम्य रूपों के एक सुपरपोजिशन के साथ)। और यद्यपि यह दृष्टिकोण बहुत सुंदर, सुविधाजनक है और कई तरह से एक अच्छी तरह से परिभाषित प्रक्षेपवक्र वाले कण के विचार पर मनोवैज्ञानिक रूप से लौटने की अनुमति देता है, फिर भी यह चीजों के क्षेत्र दृश्य को रद्द नहीं कर सकता है और पूरी तरह से सममित विकल्प भी नहीं है यह (और इसलिए अभी भी एक पूरी तरह से स्वतंत्र अवधारणा की तुलना में एक सुंदर, मनोवैज्ञानिक और व्यावहारिक रूप से सुविधाजनक, लेकिन अभी भी एक औपचारिक उपकरण के करीब है)। यहां दो प्रमुख बिंदु हैं:
- सुपरपोजिशन प्रक्रिया वास्तव में शास्त्रीय कणों के संदर्भ में "शारीरिक रूप से" व्याख्या योग्य नहीं है, यह अभी जोड़ा गयालगभग शास्त्रीय "कॉर्पसकुलर" चित्र के लिए, इसका कार्बनिक तत्व नहीं है; साथ ही, क्षेत्र की दृष्टि से, इस अध्यारोपण की स्पष्ट और स्वाभाविक व्याख्या है;
- कण स्वयं, पथ अभिन्न की औपचारिकता में एक अलग प्रक्षेपवक्र के साथ आगे बढ़ रहा है, हालांकि शास्त्रीय एक के समान है, फिर भी पूरी तरह से शास्त्रीय नहीं है: एक निश्चित गति के साथ एक निश्चित गति के साथ सामान्य शास्त्रीय गति के लिए और प्रत्येक विशिष्ट क्षण में समन्वय , यहां तक कि एक ही प्रक्षेपवक्र के लिए - आपको एक चरण (अर्थात, कुछ तरंग गुण) की अवधारणा को जोड़ना होगा, जो अपने शुद्ध रूप में इस दृष्टिकोण के लिए पूरी तरह से अलग है, और इस क्षण (हालांकि यह वास्तव में न्यूनतम तक कम हो गया है) और इसके बारे में न सोचना काफी आसान है) इसकी कोई जैविक आंतरिक व्याख्या भी नहीं है; और सामान्य क्षेत्र दृष्टिकोण के ढांचे के भीतर, ऐसी व्याख्या फिर से मौजूद है, और यह फिर से जैविक है।
इस प्रकार, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि पथ एकीकरण दृष्टिकोण, हालांकि बहुत मनोवैज्ञानिक रूप से सुविधाजनक है (आखिरकार, कहें, तीन डिग्री स्वतंत्रता वाला एक बिंदु कण अनंत-आयामी क्षेत्र की तुलना में बहुत सरल है जो इसका वर्णन करता है) और व्यावहारिक उत्पादकता साबित हुई है, लेकिन अभी भी केवल एक निश्चित पुनर्निर्माण, बल्कि एक कट्टरपंथी, क्षेत्र अवधारणा है, और इसका विकल्प नहीं है।
और यद्यपि इस भाषा में शब्दों में सब कुछ बहुत "कॉर्पसकुलर" दिखता है (उदाहरण के लिए: "आवेशित कणों की परस्पर क्रिया को दूसरे कण के आदान-प्रदान द्वारा समझाया गया है - अंतःक्रिया का वाहक" या "दो इलेक्ट्रॉनों का पारस्परिक प्रतिकर्षण विनिमय के कारण होता है" उनके बीच एक आभासी फोटॉन का"), हालांकि, इसके पीछे ऐसी विशिष्ट क्षेत्र वास्तविकता है, जैसे तरंगों का प्रसार, हालांकि एक प्रभावी गणना योजना बनाने के लिए काफी अच्छी तरह से छिपा हुआ है, और कई मायनों में गुणात्मक समझ के लिए अतिरिक्त अवसर प्रदान करता है।
मौलिक क्षेत्रों की सूची
मौलिक बोसोनिक क्षेत्र (क्षेत्र - मौलिक अंतःक्रियाओं के वाहक)
मानक मॉडल के ढांचे के भीतर ये क्षेत्र गेज क्षेत्र हैं। निम्नलिखित प्रकार ज्ञात हैं:
- विद्युत
- विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (फोटॉन भी देखें)
- क्षेत्र - कमजोर अंतःक्रिया का वाहक (W- और Z-boson भी देखें)
- ग्लूऑन फील्ड (ग्लूऑन भी देखें)
काल्पनिक क्षेत्र
व्यापक अर्थों में काल्पनिक किसी भी सैद्धांतिक वस्तुओं (उदाहरण के लिए, फ़ील्ड) को उन सिद्धांतों द्वारा वर्णित किया जा सकता है जिनमें आंतरिक विरोधाभास शामिल नहीं हैं, स्पष्ट रूप से टिप्पणियों का खंडन नहीं करते हैं और एक ही समय में अवलोकन योग्य परिणाम देने में सक्षम हैं जो इसे संभव बनाते हैं। अब स्वीकृत सिद्धांतों की तुलना में इन सिद्धांतों के पक्ष में चुनाव करें। नीचे हम बात करेंगे (और यह आम तौर पर शब्द की सामान्य समझ से मेल खाती है) मुख्य रूप से इस संकीर्ण और सख्त अर्थ में काल्पनिकता के बारे में, इस धारणा की वैधता और झूठापन को दर्शाता है कि हम एक परिकल्पना कहते हैं।
सैद्धांतिक भौतिकी में, कई अलग-अलग काल्पनिक क्षेत्रों पर विचार किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक एक बहुत विशिष्ट विशिष्ट सिद्धांत से संबंधित होता है (उनके प्रकार और गणितीय गुणों के संदर्भ में, ये क्षेत्र पूरी तरह से या लगभग ज्ञात गैर-काल्पनिक क्षेत्रों के समान हो सकते हैं, और भिन्न हो सकते हैं अधिक या कम दृढ़ता से; दोनों ही मामलों में, उनकी काल्पनिकता का अर्थ है कि वे अभी तक वास्तविकता में नहीं देखे गए हैं, प्रयोगात्मक रूप से नहीं खोजे गए हैं; कुछ काल्पनिक क्षेत्रों के संबंध में, सवाल यह हो सकता है कि क्या उन्हें सिद्धांत रूप में देखा जा सकता है, और यहां तक कि क्या वे बिल्कुल भी मौजूद हो सकते हैं - उदाहरण के लिए, यदि जिस सिद्धांत में वे मौजूद हैं वह अचानक आंतरिक रूप से असंगत हो जाता है)।
क्या एक मानदंड माना जाना चाहिए, जो किसी को एक निश्चित क्षेत्र को काल्पनिक श्रेणी से वास्तविक की श्रेणी में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, बल्कि पतला है, क्योंकि किसी विशेष सिद्धांत की पुष्टि और उसमें निहित कुछ वस्तुओं की वास्तविकता अक्सर अधिक होती है। या कम अप्रत्यक्ष। इस मामले में, मामला आमतौर पर वैज्ञानिक समुदाय के कुछ उचित समझौते के लिए नीचे आता है (जिनके सदस्य वास्तव में पुष्टि की डिग्री के बारे में कम या ज्यादा जानते हैं)।
यहां तक कि उन सिद्धांतों में भी जिन्हें काफी अच्छी तरह से पुष्टि माना जाता है, काल्पनिक क्षेत्रों के लिए एक जगह है (यहां हम इस तथ्य के बारे में बात कर रहे हैं कि सिद्धांत के विभिन्न हिस्सों का परीक्षण अलग-अलग डिग्री के साथ किया गया है, और कुछ क्षेत्र जो उनमें महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सिद्धांत रूप में अभी तक प्रयोग में निश्चित रूप से खुद को प्रकट नहीं किया है, अर्थात्, कुछ समय के लिए वे कुछ सैद्धांतिक उद्देश्यों के लिए आविष्कार की गई एक परिकल्पना की तरह दिखते हैं, जबकि उसी सिद्धांत में आने वाले अन्य क्षेत्रों का पहले से ही उनके बारे में बात करने के लिए पर्याप्त अध्ययन किया जा चुका है। वास्तविकता के रूप में)।
इस तरह के एक काल्पनिक क्षेत्र का एक उदाहरण हिग्स क्षेत्र है, जो मानक मॉडल में महत्वपूर्ण है, जिसके अन्य क्षेत्र किसी भी तरह से काल्पनिक नहीं हैं, और स्वयं मॉडल, हालांकि अपरिहार्य चेतावनी के साथ, वास्तविकता का वर्णन करने के लिए माना जाता है (कम से कम जिस हद तक वास्तविकता ज्ञात है)।
ऐसे कई सिद्धांत हैं जिनमें क्षेत्र शामिल हैं (अब तक) कभी नहीं देखे गए हैं, और कभी-कभी ये सिद्धांत स्वयं ऐसे अनुमान देते हैं कि उनके काल्पनिक क्षेत्र स्पष्ट रूप से (उनकी अभिव्यक्ति की कमजोरी के कारण, जो सिद्धांत से ही अनुसरण करते हैं) और सिद्धांत रूप में नहीं हो सकते हैं निकट भविष्य में खोजा गया (उदाहरण के लिए, एक मरोड़ क्षेत्र)। इस तरह के सिद्धांत (यदि उनमें व्यावहारिक रूप से असत्यापित होने के अलावा, अधिक आसानी से सत्यापन योग्य परिणामों की पर्याप्त संख्या भी शामिल नहीं है) को व्यावहारिक हित के रूप में नहीं माना जाता है, जब तक कि उनके परीक्षण के कुछ गैर-तुच्छ नए तरीके सामने नहीं आते हैं, जो स्पष्ट रूप से बायपास करने की अनुमति देता है सीमाएं कभी-कभी (जैसे, उदाहरण के लिए, गुरुत्वाकर्षण के कई वैकल्पिक सिद्धांतों में - उदाहरण के लिए, डिके क्षेत्र) ऐसे काल्पनिक क्षेत्र पेश किए जाते हैं, जिनकी ताकत के बारे में सिद्धांत स्वयं कुछ भी नहीं कह सकता (उदाहरण के लिए, इस क्षेत्र का युग्मन स्थिरांक) दूसरों के साथ अज्ञात है और जितना बड़ा हो सकता है , और मनमाने ढंग से छोटा); वे आमतौर पर ऐसे सिद्धांतों का परीक्षण करने की जल्दी में नहीं होते हैं (चूंकि ऐसे कई सिद्धांत हैं, और उनमें से प्रत्येक ने किसी भी तरह से अपनी उपयोगिता साबित नहीं की है, और यहां तक कि औपचारिक रूप से अचूक भी है), सिवाय इसके कि जब उनमें से एक प्रतीत नहीं होता है किसी कारण से होनहार। कुछ मौजूदा कठिनाइयों का समाधान (हालांकि, गैर-मिथ्याकरण के आधार पर सिद्धांतों की जांच करना - विशेष रूप से अनिश्चित स्थिरांक के कारण - कभी-कभी यहां मना कर दिया जाता है, क्योंकि एक गंभीर अच्छे सिद्धांत को कभी-कभी इस उम्मीद में परीक्षण किया जा सकता है कि इसका प्रभाव पाया जाएगा, हालांकि इसकी कोई गारंटी नहीं है; यह विशेष रूप से सच है जब कुछ उम्मीदवार सिद्धांत हैं, या उनमें से कुछ विशेष रूप से मौलिक रूप से दिलचस्प लगते हैं; साथ ही, ऐसे मामलों में जहां एक विस्तृत वर्ग के सिद्धांतों का परीक्षण करना संभव है ज्ञात मापदंडों के अनुसार, प्रत्येक को अलग-अलग परीक्षण पर विशेष प्रयास किए बिना)।
यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह केवल उन क्षेत्रों को काल्पनिक कहने के लिए प्रथागत है जिनमें कोई अवलोकन योग्य अभिव्यक्ति नहीं है (या हिग्स क्षेत्र के मामले में उन्हें अपर्याप्त रूप से है)। यदि किसी भौतिक क्षेत्र का अस्तित्व उसके अवलोकनीय अभिव्यक्तियों द्वारा दृढ़ता से स्थापित किया गया है, और हम केवल इसके सैद्धांतिक विवरण में सुधार के बारे में बात कर रहे हैं (उदाहरण के लिए, सामान्य सापेक्षता में मीट्रिक टेंसर के क्षेत्र के साथ न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को बदलने के बारे में), तो यह है आमतौर पर एक या दूसरे को काल्पनिक के रूप में बोलने के लिए स्वीकार नहीं किया जाता है (हालांकि सामान्य सापेक्षता में प्रारंभिक स्थिति के लिए कोई गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की टेंसर प्रकृति की काल्पनिक प्रकृति की बात कर सकता है)।
अंत में, हम ऐसे क्षेत्रों का उल्लेख करते हैं, जिनमें से बहुत प्रकार असामान्य है, जो कि सैद्धांतिक रूप से काफी बोधगम्य है, लेकिन इस प्रकार के किसी भी क्षेत्र को व्यवहार में कभी नहीं देखा गया है (और कुछ मामलों में, विकास के प्रारंभिक चरणों में) उनके सिद्धांत, इसकी निरंतरता के बारे में संदेह पैदा हो सकता है)। इनमें, सबसे पहले, टैचियन क्षेत्रों को शामिल करना चाहिए। वास्तव में, टैचियन क्षेत्रों को केवल संभावित काल्पनिक कहा जा सकता है (अर्थात, स्थिति तक नहीं पहुंचना शिक्षित अनुमान), चूंकि ऐसे ज्ञात विशिष्ट सिद्धांत हैं जिनमें वे कम या ज्यादा महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, उदाहरण के लिए, स्पिनर क्षेत्र।
पोंकारे "इलेक्ट्रॉन डायनेमिक्स", खंड VIII (ए। पोंकारे। चयनित वर्क्स, वॉल्यूम 3. एम।, नौका, 1 9 74) द्वारा लेख देखें, एम। प्लैंक (एम। प्लैंक। चयनित वर्क्स। एम।, नौका, द्वारा रिपोर्ट) 1975) .) और आइंस्टीन और ल्यूब द्वारा लेख "पॉन्डरोमोटिव बलों पर", § 3 "कार्रवाई और प्रतिक्रिया की समानता" (ए आइंस्टीन। वैज्ञानिक पत्रों का संग्रह, वॉल्यूम 1. एम।, नौका, 1 9 65।) (सभी 1908 के लिए)।
उनके आंदोलन के पैरामीटर (गति, गति, कोणीय गति), उनकी ऊर्जा बदलते हैं, काम करते हैं, आदि। और यह आम तौर पर स्पष्ट और समझने योग्य था। हालांकि, बिजली और चुंबकत्व की प्रकृति के अध्ययन के साथ, एक समझ पैदा हुई कि विद्युत आवेश एक दूसरे के साथ सीधे संपर्क के बिना बातचीत कर सकते हैं। इस मामले में, हम शॉर्ट-रेंज एक्शन की अवधारणा से गैर-संपर्क लंबी दूरी की कार्रवाई की ओर बढ़ रहे हैं। इसने एक क्षेत्र की अवधारणा को जन्म दिया।
इस अवधारणा की औपचारिक परिभाषा इस तरह लगती है: पदार्थ के एक विशेष रूप को भौतिक क्षेत्र कहा जाता है, पदार्थ के कणों (वस्तुओं) को एकल प्रणालियों में जोड़ता है और कुछ कणों की क्रिया को सीमित गति से दूसरों तक पहुंचाता है। सच है, जैसा कि हमने पहले ही नोट किया है, ऐसी परिभाषाएँ बहुत सामान्य हैं और हमेशा अवधारणा के गहरे और ठोस व्यावहारिक सार को निर्धारित नहीं करती हैं। भौतिकविदों ने शायद ही निकायों के भौतिक संपर्क संपर्क के विचार को त्याग दिया और विभिन्न घटनाओं की व्याख्या करने के लिए विद्युत और चुंबकीय "द्रव" जैसे मॉडल पेश किए, कंपन के प्रसार के लिए उन्होंने माध्यम के कणों के यांत्रिक कंपन के विचार का उपयोग किया - मॉडल ऊष्मीय परिघटनाओं में ईथर, ऑप्टिकल तरल पदार्थ, कैलोरी, फ्लॉजिस्टन, उन्हें यांत्रिक दृष्टिकोण से भी वर्णित करते हैं, और यहां तक कि जीवविज्ञानियों ने जीवित जीवों में प्रक्रियाओं की व्याख्या करने के लिए "जीवन शक्ति" का परिचय दिया। यह सब कुछ नहीं बल्कि एक सामग्री ("यांत्रिक") माध्यम से क्रिया के संचरण का वर्णन करने का प्रयास है।
हालांकि, फैराडे (प्रयोगात्मक रूप से), मैक्सवेल (सैद्धांतिक रूप से) और कई अन्य वैज्ञानिकों के कार्यों से पता चला है कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (निर्वात सहित) हैं और वे विद्युत चुम्बकीय दोलनों को प्रसारित करते हैं। यह पता चला कि दृश्य प्रकाश दोलन आवृत्तियों की एक निश्चित सीमा में समान विद्युत चुम्बकीय दोलन है। यह पाया गया कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों को दोलन पैमाने में कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है: रेडियो तरंगें (10 3 - 10 -4), प्रकाश तरंगें (10 -4 - 10 -9 मीटर), IR (5 × 10 -4 - 8 × 10 -7 मीटर), यूवी (4 × 10 -7 - 10 -9 मीटर), एक्स-रे (2 × 10 -9 - 6 × 10 -12 मीटर), -विकिरण (< 6 ×10 -12 м).
ऐसा माना जाता है कि गुरुत्वाकर्षण और विद्युत क्षेत्र स्वतंत्र रूप से कार्य करते हैं और एक दूसरे को प्रभावित किए बिना अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर एक साथ रह सकते हैं। आवेश q और द्रव्यमान m वाले परीक्षण कण पर कार्य करने वाले कुल बल को सदिश योग और के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। सदिशों का योग करने का कोई मतलब नहीं है क्योंकि उनके अलग-अलग आयाम हैं। अंतरिक्ष के माध्यम से तरंगों के प्रसार के माध्यम से बातचीत और ऊर्जा के हस्तांतरण के साथ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की अवधारणा के शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स में परिचय ने ईथर के यांत्रिक प्रतिनिधित्व से दूर जाना संभव बना दिया। पुराने दृष्टिकोण में, ईथर की अवधारणा एक प्रकार के माध्यम के रूप में, जो बलों की संपर्क क्रिया के हस्तांतरण की व्याख्या करती है, प्रयोगात्मक रूप से प्रकाश की गति को मापने पर माइकलसन के प्रयोगों द्वारा, और, मुख्य रूप से, आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा, दोनों का खंडन किया गया था। क्षेत्रों के माध्यम से, भौतिक अंतःक्रियाओं का वर्णन करना संभव हो गया, जिसके लिए, वास्तव में, विभिन्न प्रकार के क्षेत्रों के लिए सामान्य विशेषताओं को तैयार किया गया था, जिनके बारे में हमने यहां बात की थी। सच है, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अब भौतिक निर्वात की अवधारणा के आधार पर कुछ वैज्ञानिकों द्वारा ईथर के विचार को आंशिक रूप से पुनर्जीवित किया गया है।
तो यांत्रिक तस्वीर के बाद, उस समय तक दुनिया की एक नई विद्युत चुम्बकीय तस्वीर बन गई थी। इसे आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान के संबंध में मध्यवर्ती माना जा सकता है। हम इस प्रतिमान की कुछ सामान्य विशेषताओं पर ध्यान देते हैं। चूंकि इसमें न केवल क्षेत्रों के बारे में विचार शामिल हैं, बल्कि उस समय तक इलेक्ट्रॉनों, फोटॉनों, परमाणु के परमाणु मॉडल, पदार्थों की रासायनिक संरचना के नियमों और मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली में तत्वों की व्यवस्था के बारे में नए डेटा भी शामिल हैं। , और प्रकृति को समझने के मार्ग के साथ कई अन्य परिणाम, फिर, निश्चित रूप से, इस अवधारणा में क्वांटम यांत्रिकी और सापेक्षता के सिद्धांत के विचार भी शामिल थे, जिन पर बाद में चर्चा की जाएगी।
इस प्रतिनिधित्व में मुख्य बात एक क्षेत्र की अवधारणा के आधार पर बड़ी संख्या में घटनाओं का वर्णन करने की क्षमता है। यह स्थापित किया गया था, यांत्रिक चित्र के विपरीत, वह पदार्थ न केवल पदार्थ के रूप में, बल्कि एक क्षेत्र के रूप में भी मौजूद है। तरंग अभ्यावेदन के आधार पर विद्युत चुम्बकीय संपर्क काफी आत्मविश्वास से न केवल विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का वर्णन करता है, बल्कि ऑप्टिकल, रासायनिक, थर्मल और यांत्रिक घटनाओं का भी वर्णन करता है। पदार्थ के क्षेत्र निरूपण की पद्धति का उपयोग भिन्न प्रकृति के क्षेत्रों को समझने के लिए भी किया जा सकता है। सूक्ष्म-वस्तुओं की कणिका प्रकृति को प्रक्रियाओं की तरंग प्रकृति से जोड़ने का प्रयास किया गया है। यह पाया गया कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की बातचीत का "वाहक" एक फोटॉन है, जो पहले से ही क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करता है। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के वाहक के रूप में गुरुत्वाकर्षण को खोजने का प्रयास किया जा रहा है।
हालांकि, हमारे आसपास की दुनिया के ज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति के बावजूद, विद्युत चुम्बकीय चित्र कमियों से मुक्त नहीं है। इस प्रकार, यह संभाव्य दृष्टिकोणों पर विचार नहीं करता है, संक्षेप में, संभाव्य नियमितताओं को मौलिक के रूप में मान्यता नहीं दी जाती है, व्यक्तिगत कणों के विवरण के लिए न्यूटन के नियतात्मक दृष्टिकोण और कारण-और-प्रभाव संबंधों की कठोर अस्पष्टता (जो अब सहक्रिया विज्ञान द्वारा विवादित है) संरक्षित हैं। , परमाणु अंतःक्रियाओं और उनके क्षेत्रों को न केवल आवेशित कणों के बीच विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं द्वारा समझाया जाता है। सामान्य तौर पर, यह स्थिति समझ में आती है और समझ में आती है, क्योंकि चीजों की प्रकृति में प्रत्येक प्रवेश हमारे विचारों को गहरा करता है और नए पर्याप्त भौतिक मॉडल के निर्माण की आवश्यकता होती है।
एम. फैराडे ने अपनी प्रतिभा और स्व-शिक्षा में परिश्रम के कारण ही विज्ञान में प्रवेश किया। एक गरीब परिवार से होने के कारण, उन्होंने एक बुकबाइंडिंग वर्कशॉप में काम किया, जहाँ वे वैज्ञानिकों और दार्शनिकों के कार्यों से परिचित हुए। प्रसिद्ध अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जी। डेवी (1778-1829), जिन्होंने वैज्ञानिक समुदाय में एम। फैराडे के प्रवेश में योगदान दिया, ने एक बार कहा था कि विज्ञान में उनकी सबसे बड़ी उपलब्धि उनके द्वारा एम। फैराडे की "खोज" थी। एम. फैराडे ने एक इलेक्ट्रिक मोटर और एक इलेक्ट्रिक जनरेटर, यानी बिजली के उत्पादन के लिए मशीनों का आविष्कार किया। वह इस विचार का मालिक है कि बिजली की एक ही भौतिक प्रकृति होती है, यानी, इसे कैसे प्राप्त किया जाता है: चुंबक की गति या कंडक्टर में विद्युत आवेशित कणों के पारित होने से। दूरी पर विद्युत आवेशों के बीच परस्पर क्रिया की व्याख्या करने के लिए, एम। फैराडे ने एक भौतिक क्षेत्र की अवधारणा की शुरुआत की। भौतिक क्षेत्रउन्होंने कल्पना की कि यह एक विद्युत आवेशित पिंड के आस-पास के स्थान की संपत्ति के रूप में इस स्थान में रखे गए किसी अन्य आवेशित शरीर पर भौतिक प्रभाव डालता है। धातु के कणों की मदद से, उन्होंने एक चुंबक (चुंबकीय बल) और एक विद्युत आवेशित शरीर (विद्युत) के चारों ओर अंतरिक्ष में अभिनय करने वाले बलों की स्थिति और उपस्थिति को दिखाया। एम. फैराडे ने एक वसीयतनामा पत्र में भौतिक क्षेत्र के बारे में अपने विचारों को रेखांकित किया, जिसे केवल 1938 में रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन के सदस्यों की उपस्थिति में खोला गया था। इस पत्र में, यह पता चला कि एम। फैराडे के पास क्षेत्र के गुणों का अध्ययन करने की एक विधि थी, और उनके सिद्धांत में, विद्युत चुम्बकीय तरंगें एक सीमित गति से फैलती हैं। भौतिक क्षेत्र के बारे में अपने विचारों को एक वसीयतनामा पत्र के रूप में रखने के कारण इस प्रकार हो सकते हैं। फ्रांसीसी भौतिक विद्यालय के प्रतिनिधियों ने उनसे विद्युत और चुंबकीय बलों के बीच संबंध के सैद्धांतिक प्रमाण की मांग की। इसके अलावा, एम। फैराडे के अनुसार, एक भौतिक क्षेत्र की अवधारणा का अर्थ है कि विद्युत और चुंबकीय बलों का प्रसार क्षेत्र के एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक लगातार किया जाता है और इसलिए, इन बलों में शॉर्ट-रेंज का चरित्र होता है। बल, और लंबी दूरी वाले नहीं, जैसा कि एस कूलम्ब का मानना था। एम. फैराडे का एक और उपयोगी विचार है। इलेक्ट्रोलाइट्स के गुणों का अध्ययन करते समय, उन्होंने पाया कि बिजली बनाने वाले कणों का विद्युत आवेश भिन्न नहीं होता है। इस विचार की पुष्टि की गई है
19 वीं शताब्दी के अंत में पहले से ही इलेक्ट्रॉन के आवेश का निर्धारण।
विद्युत चुम्बकीय बलों का सिद्धांत डी। मैक्सवेल
आई. न्यूटन की तरह, डी. मैक्सवेल ने विद्युत और चुंबकीय बलों के अध्ययन के सभी परिणामों को एक सैद्धांतिक रूप दिया। यह XIX सदी के 70 के दशक में हुआ था। उन्होंने विद्युत और चुंबकीय बलों की परस्पर क्रिया के बीच संबंध के नियमों के आधार पर अपना सिद्धांत तैयार किया, जिसकी सामग्री को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
1. कोई भी विद्युत धारा अपने आस-पास के स्थान में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है या उत्पन्न करती है। एक निरंतर विद्युत प्रवाह एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। लेकिन एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र (स्थिर चुंबक) बिल्कुल भी विद्युत क्षेत्र नहीं बना सकता (न तो स्थिर और न ही परिवर्तनशील)।
2. परिणामी प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र एक प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र बनाता है, जो बदले में, एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र बनाता है,
3. विद्युत क्षेत्र की बल रेखाएं विद्युत आवेशों पर बंद होती हैं।
4. चुंबकीय क्षेत्र की बल रेखाएं अपने आप बंद होती हैं और कभी समाप्त नहीं होती हैं, अर्थात प्रकृति में चुंबकीय आवेश मौजूद नहीं होते हैं।
डी। मैक्सवेल के समीकरणों में, कुछ निरंतर मूल्य सी था, जो दर्शाता है कि भौतिक क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति परिमित है और निर्वात में प्रकाश के प्रसार की गति के साथ मेल खाती है, जो 300 हजार किमी / सेकंड के बराबर है। .
विद्युत चुंबकत्व की मूल अवधारणाएं और सिद्धांत।
D. मैक्सवेल के सिद्धांत को कुछ वैज्ञानिकों ने बड़े संदेह के साथ माना था। उदाहरण के लिए, जी. हेल्महोल्ट्ज़ (1821-1894) ने उस दृष्टिकोण का पालन किया जिसके अनुसार बिजली एक "भारहीन द्रव" है जो अनंत गति से फैलती है। उनके अनुरोध पर जी. हर्ट्ज़ (1857-
1894) बिजली की तरल प्रकृति को साबित करने वाले एक प्रयोग में लगे हुए हैं।
इस समय तक, ओ. फ्रेस्नेल (1788-1827) ने दिखाया कि प्रकाश अनुदैर्ध्य के रूप में नहीं, बल्कि अनुप्रस्थ तरंगों के रूप में फैलता है। 1887 में, जी हर्ट्ज एक प्रयोग का निर्माण करने में कामयाब रहे। विद्युत आवेशों के बीच के स्थान में प्रकाश अनुप्रस्थ तरंगों में 300,000 किमी/सेकंड की गति से प्रसारित होता है। इसने उन्हें यह कहने की अनुमति दी कि उनका प्रयोग प्रकाश, थर्मल विकिरण और तरंग विद्युत चुम्बकीय गति की पहचान के बारे में संदेह को समाप्त करता है।
यह प्रयोग दुनिया की एक विद्युत चुम्बकीय भौतिक तस्वीर बनाने का आधार बन गया, जिसके अनुयायियों में से एक जी। हेल्महोल्ट्ज़ थे। उनका मानना था कि प्रकृति पर हावी होने वाली सभी भौतिक शक्तियों को आकर्षण और विकर्षण के आधार पर समझाया जाना चाहिए। हालांकि, दुनिया की एक विद्युत चुम्बकीय तस्वीर के निर्माण में कठिनाइयों का सामना करना पड़ा।
1. गैलीलियो-न्यूटन के यांत्रिकी की मुख्य अवधारणा पदार्थ की अवधारणा थी,
द्रव्यमान है, लेकिन यह पता चला है कि पदार्थ में एक चार्ज हो सकता है।
आवेश किसी पदार्थ का अपने चारों ओर एक भौतिक क्षेत्र बनाने के लिए एक भौतिक गुण है, जिसका अन्य आवेशित पिंडों, पदार्थों (आकर्षण, प्रतिकर्षण) पर भौतिक प्रभाव पड़ता है।
2. किसी पदार्थ के आवेश और द्रव्यमान के अलग-अलग मान हो सकते हैं, अर्थात वे असतत मात्राएँ हैं। इसी समय, भौतिक क्षेत्र की अवधारणा का तात्पर्य भौतिक संपर्क के अपने एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर लगातार स्थानांतरण से है। इसका मतलब यह है कि विद्युत और चुंबकीय बल कम दूरी के बल हैं, क्योंकि भौतिक क्षेत्र में कोई खाली जगह नहीं है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों से भरी नहीं है।
3. गैलीलियो-न्यूटन के यांत्रिकी में एक असीम उच्च गति संभव है
शारीरिक संपर्क, यहाँ यह भी कहा गया है कि विद्युतचुंबकीय
लहरें उच्च लेकिन सीमित गति से फैलती हैं।
4. गुरुत्वाकर्षण बल और विद्युत चुम्बकीय संपर्क बल एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से क्यों कार्य करते हैं? जैसे ही आप पृथ्वी से दूर जाते हैं, गुरुत्वाकर्षण कम हो जाता है, कमजोर हो जाता है, और विद्युत चुम्बकीय संकेत अंतरिक्ष यान में ठीक उसी तरह कार्य करते हैं जैसे पृथ्वी पर। 19 वीं सदी में एक समान रूप से ठोस उदाहरण बिना अंतरिक्ष यान के दिया जा सकता है।
5. 1902 में उद्घाटन पी। लेबेदेव (1866-1912) - मॉस्को विश्वविद्यालय में प्रोफेसर - प्रकाश दबाव ने प्रकाश की भौतिक प्रकृति के प्रश्न को बढ़ा दिया: क्या यह कणों की एक धारा है या केवल एक निश्चित लंबाई की विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं? दबाव, एक भौतिक घटना के रूप में, पदार्थ की अवधारणा से जुड़ा है, विसंगति के साथ - अधिक सटीक रूप से। इस प्रकार, प्रकाश का दबाव कणों की एक धारा के रूप में प्रकाश की असतत प्रकृति की गवाही देता है।
6. गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय बलों में कमी की समानता - कानून के अनुसार
"दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती" - एक वैध प्रश्न उठाया: दूरी का वर्ग क्यों, और, उदाहरण के लिए, घन नहीं? कुछ वैज्ञानिकों ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के बारे में "ईथर" के राज्यों में से एक के रूप में बात करना शुरू किया जो ग्रहों और सितारों के बीच की जगह को भरता है।
ये सभी कठिनाइयाँ उस समय परमाणु की संरचना के बारे में ज्ञान की कमी के कारण थीं, लेकिन एम। फैराडे ने सही कहा था कि परमाणु की व्यवस्था कैसे की जाती है, यह जाने बिना हम उन घटनाओं का अध्ययन कर सकते हैं जिनमें इसकी भौतिक प्रकृति व्यक्त की जाती है। . दरअसल, विद्युत चुम्बकीय तरंगें रासायनिक तत्वों के परमाणुओं और पदार्थ के अणुओं के अंदर होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी ले जाती हैं। वे ब्रह्मांड के सुदूर अतीत और वर्तमान के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं: ब्रह्मांडीय पिंडों के तापमान, उनकी रासायनिक संरचना, उनसे दूरी आदि के बारे में।
7. वर्तमान में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के निम्नलिखित पैमाने का उपयोग किया जाता है:
104 से 10 -3 मीटर की तरंग दैर्ध्य वाली रेडियो तरंगें;
अवरक्त तरंगें - 10-3 से 810-7 मीटर तक;
दृश्य प्रकाश - 8 10-7 से 4 10-7 मीटर तक;
पराबैंगनी तरंगें - 4 10-7 से 10-8 मीटर तक;
एक्स-रे तरंगें (बीम) - 10-8 से 10-11 मीटर तक;
गामा विकिरण - 10-11 से 10-13 मीटर तक।
8. विद्युत और चुंबकीय बलों के अध्ययन के व्यावहारिक पहलुओं के लिए, यह 19वीं शताब्दी में किया गया था। तीव्र गति से: शहरों के बीच पहली टेलीग्राफ लाइन (1844), पहली ट्रान्साटलांटिक केबल (1866), टेलीफोन (1876), गरमागरम लैंप (1879), रेडियो रिसीवर (1895) बिछाना।
विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का न्यूनतम भाग है फोटानयह विद्युत चुम्बकीय विकिरण की सबसे छोटी अविभाज्य मात्रा है।
XXI सदी की शुरुआत की अनुभूति। रूसी वैज्ञानिकों द्वारा कार्बन परमाणुओं से एक बहुलक के ट्रोइट्स्क (मास्को क्षेत्र) शहर से निर्माण है, जिसमें एक चुंबक के गुण हैं। आमतौर पर यह माना जाता था कि किसी पदार्थ में धातुओं की उपस्थिति चुंबकीय गुणों के लिए जिम्मेदार होती है। धात्विकता के लिए इस बहुलक के परीक्षण से पता चला कि इसमें धातुओं की उपस्थिति नहीं है।
भौतिक क्षेत्र
क्षेत्र स्थान , जहां भौतिक, विश्वसनीय रूप से पंजीकृत और सटीक मापित बल स्वयं प्रकट होते हैं, भौतिक क्षेत्र कहलाते हैं। आधुनिक भौतिकी के ढांचे के भीतर, उनमें से चार प्रकारों पर विचार किया जाता है: गुरुत्वीय(यहाँ देखें); मजबूत बातचीत(यहां देखें) - परमाणु; कमजोर बातचीत(यहां देखें) और विद्युत चुम्बकीय(यहां देखें) - चुंबकीय और विद्युत।क्वांटम दृष्टिकोण से सिद्धांतों दूरी पर भौतिक वस्तुओं की परस्पर क्रिया उनके पारस्परिक आदान-प्रदान द्वारा सुनिश्चित की जाती है क्वांटा सूचीबद्ध इंटरैक्शन में से प्रत्येक की फ़ील्ड विशेषता। किसी भी भौतिक क्षेत्र के गुणों का वर्णन सख्त गणितीय अभिव्यक्तियों द्वारा किया जाता है।
पिछले कुछ दशकों में, भौतिकविदों ने एक सामान्य, एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत बनाने की कोशिश करना बंद नहीं किया है। यह उम्मीद की जाती है कि वह इन सभी क्षेत्रों को एक - "एकल भौतिक क्षेत्र" की विभिन्न अभिव्यक्तियों के रूप में वर्णित करेगी।
ऊपर सूचीबद्ध लोगों के अलावा किसी अन्य बल क्षेत्र के अस्तित्व को मानने के लिए कोई सैद्धांतिक या प्रयोगात्मक आधार नहीं हैं।
गुरुत्वीय
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र किसी भी भौतिक वस्तु के एक दूसरे पर बल प्रभाव के रूप में प्रकट होता है। गुरुत्वाकर्षण संपर्क की ताकत सीधे उनके द्रव्यमान के समानुपाती होती है और उनके बीच की दूरी से दूसरी शक्ति तक व्युत्क्रमानुपाती होती है। यह परिमाणित है न्यूटन का नियम . गुरुत्वाकर्षण बल वस्तुओं के बीच किसी भी दूरी पर दिखाई देते हैं।
क्वांटा गुरुत्वाकर्षण संपर्क के क्षेत्र गुरुत्वाकर्षण हैं। उनके बाकी द्रव्यमान शून्य हैं। इस तथ्य के बावजूद कि उन्हें अभी तक एक स्वतंत्र अवस्था में नहीं खोजा गया है, गुरुत्वाकर्षण के अस्तित्व की आवश्यकता सबसे सामान्य सैद्धांतिक परिसर से आती है और संदेह से परे है।
अधिकांश प्रक्रियाओं में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र एक बड़ी भूमिका निभाता है ब्रह्मांड .
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की प्रकृति पर, यह भी देखें सापेक्षता सिद्धांत, सामान्य .
मजबूत बातचीत (परमाणु)
मजबूत अंतःक्रियाओं का क्षेत्र स्वयं को नाभिकों पर एक बल प्रभाव के रूप में प्रकट करता है - प्राथमिक कण जो परमाणु नाभिक बनाते हैं। यह प्रोटॉन को समान विद्युत आवेशों के साथ संयोजित करने में सक्षम है, अर्थात। उनके प्रतिकर्षण के विद्युत बलों को दूर करना।
इस क्षेत्र से जुड़ा आकर्षक बल चौथी शक्ति तक उठाए गए नाभिकों के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है, अर्थात। यह कम दूरी पर ही प्रभावी है। कणों के बीच 10-15 मीटर से कम की दूरी पर, मजबूत अंतःक्रियाओं का क्षेत्र विद्युत क्षेत्र की तुलना में दस गुना अधिक शक्तिशाली होता है।
क्वांटा मजबूत संपर्क के क्षेत्र प्राथमिक कण हैं - ग्लून्स। एक ग्लूऑन का सामान्य जीवनकाल लगभग 10 -23 सेकंड होता है।
मैक्रोप्रोसेस के दौरान मजबूत अंतःक्रियाओं के क्षेत्र की कार्रवाई भी महत्वपूर्ण है ब्रम्हांड, यदि केवल इसलिए कि इस क्षेत्र के बिना, परमाणुओं के नाभिक, और इसलिए स्वयं परमाणु, बस अस्तित्व में नहीं हो सकते।
कमजोर बातचीत
कमजोर अंतःक्रियाओं का क्षेत्र - कमजोर धाराओं की परस्पर क्रिया - उनके बीच 10 -18 मीटर की दूरी पर प्राथमिक कणों की परस्पर क्रिया के दौरान प्रकट होती है।
क्वांटा कमजोर अंतःक्रिया के क्षेत्र प्राथमिक कण हैं - मध्यवर्ती बोसॉन। एक मध्यवर्ती बोसॉन का सामान्य जीवनकाल लगभग 10 -25 सेकंड होता है।
के हिस्से के रूप में एकता बनाने का प्रयास सिद्धांतों खेतअब यह सिद्ध हो गया है कि कमजोर अंतःक्रियाओं का क्षेत्र और विद्युत चुम्बकीय(यहां देखें) क्षेत्र को एक साथ वर्णित किया जा सकता है, और इसलिए एक संबंधित प्रकृति है।
कमजोर अंतःक्रियाओं के क्षेत्र का प्रभाव प्रारंभिक कणों के क्षय और जन्म की प्रक्रियाओं के स्तर पर अपनी भूमिका निभाता है, जिसके बिना ब्रह्मांड अपने वर्तमान स्वरूप में नहीं हो सकता। प्रारंभिक काल में इस भौतिक क्षेत्र ने विशेष भूमिका निभाई महा विस्फोट .
विद्युत चुम्बकीय
विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया में प्रकट होता है, विश्राम - एक विद्युत क्षेत्र - या गतिमान - एक चुंबकीय क्षेत्र। यह आवेशित पिंडों के बीच किसी भी दूरी पर पाया जाता है। क्वांटा विद्युत चुम्बकीय संपर्क के क्षेत्र फोटॉन हैं। उनके बाकी द्रव्यमान शून्य हैं।
विद्युत क्षेत्र स्वयं को उन वस्तुओं के एक दूसरे पर बल प्रभाव के रूप में प्रकट करता है जिनमें एक निश्चित संपत्ति होती है जिसे विद्युत आवेश कहा जाता है। विद्युत आवेशों की प्रकृति अज्ञात है, लेकिन उनके मूल्य निर्दिष्ट संपत्ति के साथ बातचीत के माप के पैरामीटर हैं, अर्थात। आवेशित संरचनाएं।
न्यूनतम आवेश मानों के वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं - उनके पास एक ऋणात्मक आवेश होता है, प्रोटॉन - उनके पास एक धनात्मक आवेश होता है - और कुछ अन्य, बहुत अल्पकालिक, प्राथमिक कण। भौतिक वस्तुएं एक सकारात्मक विद्युत आवेश प्राप्त करती हैं जब उनमें निहित प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों से अधिक हो जाती है, या - विपरीत स्थिति में - एक ऋणात्मक आवेश।
प्राथमिक कणों सहित आवेशित भौतिक वस्तुओं की परस्पर क्रिया का बल उनके विद्युत आवेशों के सीधे आनुपातिक होता है और उनके बीच की दूरी से दूसरी शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यह कूलम्ब के नियम द्वारा मात्रात्मक रूप से वर्णित है। समान आवेश वाली वस्तुएँ एक दूसरे को प्रतिकर्षित करती हैं और विपरीत आवेश वाली वस्तुएँ एक दूसरे को आकर्षित करती हैं।
चुंबकीय क्षेत्र स्वयं को निकायों या संरचनाओं के एक दूसरे पर बल प्रभाव के रूप में प्रकट करता है, उदाहरण के लिए, प्लाज्मा, चुंबकीय गुणों के साथ। ये गुण उनमें बहने वाली विद्युत धाराओं द्वारा उत्पन्न होते हैं - विद्युत आवेश वाहकों की क्रमबद्ध गति। बातचीत के माप के पैरामीटर वर्तमान विद्युत धाराओं की तीव्रता हैं, जो प्रति इकाई विद्युत आवेशों की संख्या से निर्धारित होते हैं समय कंडक्टरों के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से। स्थायी चुम्बकों का प्रभाव उनमें उत्पन्न होने वाली आंतरिक वलय आणविक धाराओं के कारण भी होता है। इस प्रकार, चुंबकीय बल विद्युत प्रकृति के होते हैं। वस्तुओं के चुंबकीय अंतःक्रिया की तीव्रता - चुंबकीय प्रेरण - उनमें बहने वाली विद्युत धाराओं की तीव्रता के सीधे आनुपातिक होती है और उनके बीच की दूरी से दूसरी शक्ति तक व्युत्क्रमानुपाती होती है। यह बायोट-सावर्ट-लाप्लास कानून द्वारा वर्णित है।
विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के दौरान होने वाली किसी भी प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है ब्रह्मांड साथ प्लाज्मा .
फील्ड (भौतिकी)
इसलिए, भौतिक क्षेत्र को एक वितरित गतिशील प्रणाली के रूप में वर्णित किया जा सकता है जिसमें स्वतंत्रता की अनंत संख्या होती है।
मौलिक क्षेत्रों के लिए क्षेत्र चर की भूमिका अक्सर संभावित (स्केलर, वेक्टर, टेंसर) द्वारा निभाई जाती है, कभी-कभी क्षेत्र की ताकत नामक मात्रा द्वारा। (मात्राबद्ध क्षेत्रों के लिए, एक निश्चित अर्थ में, संबंधित ऑपरेटर भी एक क्षेत्र चर की शास्त्रीय अवधारणा का एक सामान्यीकरण है)।
भी खेतभौतिकी में वे एक भौतिक मात्रा कहते हैं, जिसे स्थान के आधार पर माना जाता है, कुछ विस्तारित निरंतर शरीर के सभी बिंदुओं के लिए आम तौर पर बोलने वाले विभिन्न मूल्यों के एक पूरे सेट के रूप में - एक निरंतर माध्यम, इसकी समग्रता में इस विस्तारित की स्थिति या आंदोलन का वर्णन करता है तन। ऐसे क्षेत्र का एक उदाहरण होगा
- एक निश्चित माध्यम (उदाहरण के लिए, एक क्रिस्टल, तरल या गैस में) में तापमान (आमतौर पर अलग-अलग बिंदुओं पर, साथ ही अलग-अलग समय पर) - एक (स्केलर) तापमान क्षेत्र,
- द्रव के एक निश्चित आयतन के सभी तत्वों की गति वेगों का एक सदिश क्षेत्र है,
- एक लोचदार शरीर के विरूपण के दौरान विस्थापन का वेक्टर क्षेत्र और तनाव का तनाव क्षेत्र।
भौतिक क्षेत्र की आधुनिक अवधारणा एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के विचार से विकसित हुई, जिसे पहली बार भौतिक रूप से ठोस और आधुनिक रूप में फैराडे द्वारा महसूस किया गया, गणितीय रूप से लगातार मैक्सवेल द्वारा कार्यान्वित किया गया - शुरू में एक काल्पनिक निरंतर माध्यम के एक यांत्रिक मॉडल का उपयोग करके - ईथर, लेकिन फिर एक यांत्रिक मॉडल के उपयोग से परे चला गया।
मौलिक क्षेत्र
भौतिकी के क्षेत्रों में, तथाकथित मौलिक प्रतिष्ठित हैं। ये ऐसे क्षेत्र हैं, जो आधुनिक भौतिकी के क्षेत्र प्रतिमान के अनुसार, दुनिया की भौतिक तस्वीर का आधार बनते हैं, अन्य सभी क्षेत्र और अंतःक्रियाएं उनसे प्राप्त होती हैं। उनमें एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करने वाले क्षेत्रों के दो मुख्य वर्ग शामिल हैं:
- मौलिक फ़र्मियन क्षेत्र, मुख्य रूप से पदार्थ के विवरण के लिए भौतिक आधार का प्रतिनिधित्व करते हैं,
- मौलिक बोसोनिक क्षेत्र (गुरुत्वाकर्षण सहित, जो एक टेंसर गेज क्षेत्र है), जो मैक्सवेलियन विद्युत चुम्बकीय और न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों की अवधारणा का विस्तार और विकास है; मौलिक अंतःक्रियाओं का सिद्धांत उन पर बनाया गया है।
ऐसे सिद्धांत हैं (उदाहरण के लिए, स्ट्रिंग सिद्धांत, विभिन्न अन्य एकीकरण सिद्धांत) जिसमें मौलिक क्षेत्रों की भूमिका कई अन्य लोगों द्वारा कब्जा कर ली जाती है, इन सिद्धांतों, क्षेत्रों या वस्तुओं के दृष्टिकोण से और भी अधिक मौलिक (और वर्तमान मौलिक क्षेत्र दिखाई देते हैं) या इन सिद्धांतों में "अभूतपूर्व" परिणाम के रूप में कुछ सन्निकटन में प्रकट होना चाहिए)। हालांकि, ऐसे सिद्धांतों की अभी तक पर्याप्त पुष्टि या आम तौर पर स्वीकार नहीं किया गया है।
कहानी
ऐतिहासिक रूप से, मौलिक क्षेत्रों में, विद्युत चुम्बकीय (विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र, फिर एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में संयुक्त) और गुरुत्वाकर्षण संपर्क के लिए जिम्मेदार क्षेत्रों की खोज की गई थी (ठीक भौतिक क्षेत्रों के रूप में)। इन क्षेत्रों की खोज और अध्ययन पहले से ही शास्त्रीय भौतिकी में पर्याप्त विस्तार से किया गया था। प्रारंभ में, इन क्षेत्रों (गुरुत्वाकर्षण, इलेक्ट्रोस्टैटिक्स और मैग्नेटोस्टैटिक्स के न्यूटनियन सिद्धांत के ढांचे के भीतर) ने अधिकांश भौतिकविदों को औपचारिक सुविधा के लिए औपचारिक गणितीय वस्तुओं के रूप में देखा, न कि एक पूर्ण भौतिक वास्तविकता के रूप में, गहन भौतिक समझ के प्रयासों के बावजूद , जो, हालांकि, अस्पष्ट रहा या बहुत महत्वपूर्ण फल नहीं दे रहा था। लेकिन फैराडे और मैक्सवेल के साथ शुरू करते हुए, एक पूरी तरह से सार्थक भौतिक वास्तविकता के रूप में क्षेत्र के दृष्टिकोण (इस मामले में, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए) को व्यवस्थित रूप से और बहुत फलदायी रूप से लागू किया जाने लगा, जिसमें इन विचारों के गणितीय सूत्रीकरण में एक महत्वपूर्ण सफलता भी शामिल है।
दूसरी ओर, क्वांटम यांत्रिकी के विकास के साथ, यह अधिक से अधिक स्पष्ट हो गया कि पदार्थ (कणों) में ऐसे गुण होते हैं जो सैद्धांतिक रूप से क्षेत्रों में निहित होते हैं।
वर्तमान स्थिति
इस प्रकार, यह पता चला कि दुनिया की भौतिक तस्वीर को इसकी नींव में परिमाणित क्षेत्रों और उनकी बातचीत में कम किया जा सकता है।
कुछ हद तक, मुख्य रूप से पथ एकीकरण और फेनमैन आरेखों की औपचारिकता के ढांचे के भीतर, विपरीत आंदोलन भी हुआ: क्षेत्रों को लगभग शास्त्रीय कणों के रूप में ध्यान देने योग्य सीमा तक दर्शाया जा सकता है (अधिक सटीक रूप से, लगभग शास्त्रीय की अनंत संख्या के सुपरपोजिशन के रूप में) कण सभी बोधगम्य प्रक्षेपवक्र के साथ आगे बढ़ रहे हैं), और एक दूसरे के साथ क्षेत्रों की बातचीत - कणों द्वारा एक दूसरे के जन्म और अवशोषण के रूप में (इस तरह के सभी बोधगम्य रूपों के सुपरपोजिशन के साथ)। और यद्यपि यह दृष्टिकोण बहुत सुंदर, सुविधाजनक है और एक अच्छी तरह से परिभाषित प्रक्षेपवक्र के साथ एक अच्छे पुराने शास्त्रीय कण के रूप में एक कण के विचार पर मनोवैज्ञानिक रूप से लौटने की अनुमति देता है, फिर भी यह चीजों के क्षेत्र दृश्य को रद्द नहीं कर सकता है और नहीं है यहां तक कि इसके लिए एक पूरी तरह से सममित विकल्प। (और इसलिए यह अभी भी एक सुंदर, मनोवैज्ञानिक और व्यावहारिक रूप से सुविधाजनक है, लेकिन अभी भी पूरी तरह से स्वतंत्र अवधारणा की तुलना में सिर्फ एक औपचारिक उपकरण है)। यहां दो प्रमुख बिंदु हैं:
- सुपरपोजिशन प्रक्रिया वास्तव में शास्त्रीय कणों के संदर्भ में "शारीरिक रूप से" व्याख्या योग्य नहीं है, यह अभी जोड़ा गयालगभग शास्त्रीय "कॉर्पसकुलर" चित्र के लिए, इसका कार्बनिक तत्व नहीं है; साथ ही, क्षेत्र की दृष्टि से, इस अध्यारोपण की स्पष्ट और स्वाभाविक व्याख्या है;
- कण स्वयं, पथ अभिन्न की औपचारिकता में एक अलग प्रक्षेपवक्र के साथ आगे बढ़ रहा है, हालांकि शास्त्रीय एक के समान है, फिर भी पूरी तरह से शास्त्रीय नहीं है: एक निश्चित गति के साथ एक निश्चित गति के साथ सामान्य शास्त्रीय गति के लिए और प्रत्येक विशेष क्षण में समन्वय , यहां तक कि एक के लिए एकमात्र प्रक्षेपवक्र - किसी को एक चरण (अर्थात, कुछ तरंग संपत्ति) की अवधारणा को जोड़ना होगा, जो अपने शुद्ध रूप में इस दृष्टिकोण के लिए पूरी तरह से अलग है, और इस क्षण (हालांकि यह वास्तव में न्यूनतम तक कम हो गया है) और इसके बारे में न सोचना काफी आसान है) इसकी कोई जैविक आंतरिक व्याख्या भी नहीं है; और सामान्य क्षेत्र दृष्टिकोण के ढांचे के भीतर, ऐसी व्याख्या फिर से मौजूद है, और यह फिर से जैविक है।
इस प्रकार, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि पथ एकीकरण दृष्टिकोण, हालांकि बहुत मनोवैज्ञानिक रूप से सुविधाजनक है (आखिरकार, कहें, तीन डिग्री स्वतंत्रता वाला एक बिंदु कण अनंत-आयामी क्षेत्र की तुलना में बहुत सरल है जो इसका वर्णन करता है) और व्यावहारिक उत्पादकता साबित हुई है, लेकिन अभी भी केवल एक निश्चित पुनर्निर्माण, बल्कि एक कट्टरपंथी, क्षेत्र अवधारणा है, और इसका विकल्प नहीं है।
और यद्यपि इस भाषा में शब्दों में सब कुछ बहुत "कॉर्पसकुलर" दिखता है (उदाहरण के लिए: "आवेशित कणों की परस्पर क्रिया को दूसरे कण के आदान-प्रदान द्वारा समझाया गया है - अंतःक्रिया का वाहक" या "दो इलेक्ट्रॉनों का पारस्परिक प्रतिकर्षण विनिमय के कारण होता है" उनके बीच एक आभासी फोटॉन का"), हालांकि, इसके पीछे ऐसी विशिष्ट क्षेत्र वास्तविकता है, जैसे तरंगों का प्रसार, हालांकि एक प्रभावी गणना योजना बनाने के लिए काफी अच्छी तरह से छिपा हुआ है, और कई मायनों में गुणात्मक समझ के लिए अतिरिक्त अवसर प्रदान करता है।
मौलिक क्षेत्रों की सूची
आधुनिक भौतिकी में और भी अधिक विदेशी (उदाहरण के लिए, लोरेंत्ज़-गैर-अपरिवर्तनीय - सापेक्षता के सिद्धांत का उल्लंघन) फ़ील्ड (इस तथ्य के बावजूद कि वे अमूर्त-सैद्धांतिक रूप से काफी बोधगम्य हैं) को एक तर्कसंगत धारणा के ढांचे से काफी दूर खड़े होने के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। , अर्थात्, कड़ाई से बोलते हुए, उन्हें काल्पनिक भी नहीं माना जाता है।
शब्द के पारंपरिक उपयोग खेत
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टिप्पणियाँ
- हैड्रॉन (हैड्रोन पदार्थ)
- बेरियन + इलेक्ट्रॉन (बैरियोनिक पदार्थ)
- परमाणु, तत्व (रासायनिक)
- बेरियन + इलेक्ट्रॉन (बैरियोनिक पदार्थ)
- antimatter
- न्यूट्रॉन पदार्थ
खेत
- परमाणु बलों का क्षेत्र
क्वांटम क्षेत्र
अस्पष्ट भौतिक प्रकृति का मामला
