100 რპირველი შეკვეთის ბონუსი
სამუშაოს ტიპის არჩევა გამოსაშვები სამუშაო ტერმინი აბსტრაქტი სამაგისტრო ნაშრომი მოხსენება პრაქტიკაზე სტატია ანგარიში მიმოხილვა სატესტო სამუშაო მონოგრაფია პრობლემის გადაჭრა ბიზნეს გეგმა კითხვებზე პასუხები შემოქმედებითი სამუშაო ესე ნახატი კომპოზიციები თარგმანი პრეზენტაციები აკრეფა სხვა ტექსტის უნიკალურობის გაზრდა საკანდიდატო ნაშრომი ლაბორატორიული სამუშაო დახმარება ხაზი
იკითხეთ ფასი
უკვე ძველ სამყაროში მოაზროვნეები ფიქრობდნენ სივრცისა და დროის ბუნებასა და არსზე. ზოგიერთი ფილოსოფოსი უარყოფდა ცარიელი სივრცის არსებობის ან, როგორც ისინი ამბობდნენ, არარსებობის შესაძლებლობას. ესენი იყვნენ ელეასტური სკოლის წარმომადგენლები ძველ საბერძნეთში - პარმენიდე და ზენონი.სხვა ფილოსოფოსები, მათ შორის დემოკრიტე, ამტკიცებდნენ, რომ სიცარიელე არსებობს, ისევე როგორც ატომები და აუცილებელია მათი მოძრაობებისა და კავშირებისთვის.
მე-16 საუკუნემდე ბუნებისმეტყველებაში დომინირებდა პტოლემეოსის გეოცენტრული სისტემა.ეს იყო მსოფლიოს პირველი უნივერსალური მათემატიკური მოდელი, რომელშიც დრო იყო უსასრულო, ხოლო სივრცე სასრული, მათ შორის ციური სხეულების ერთიანი წრიული მოძრაობა უმოძრაო დედამიწის გარშემო. სივრცითი და მთლიანი ფიზიკური სურათის რადიკალური ცვლილება მოხდა მსოფლიოს ჰელიოცენტრულ სისტემაში, წარმოდგენილი კოპერნიკი.აღიარა დედამიწის მობილურობა, მან უარყო ყველა ადრე არსებული იდეა მისი უნიკალურობის შესახებ, როგორც სამყაროს ცენტრი და ამით მიმართა სამეცნიერო აზროვნების მოძრაობას სივრცის უსასრულობისა და უსასრულობის აღიარებისკენ. ეს იდეა განვითარდა ფილოსოფიაში ჯორდანო ბრუნო,რომელმაც დაასკვნა, რომ სამყარო უსასრულოა და არ აქვს ცენტრი.
სივრცის შესახებ იდეების განვითარებაში მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ღია გალილეოინერციის პრინციპი. ამ პრინციპის მიხედვით, ყველა ფიზიკური (მექანიკური) ფენომენი ერთნაირად ხდება ყველა სისტემაში, რომელიც მოძრაობს თანაბრად და სწორხაზოვნად სიჩქარითა და მიმართულებით მუდმივი სიჩქარით.
სივრცისა და დროის კონცეფციის შემდგომი განვითარება დაკავშირებულია სამყაროს ფიზიკურ და კოსმიურ სურათთან რ.დეკარტი.მან ის დააფუძნა იმ აზრზე, რომ ყველა ბუნებრივი მოვლენა აიხსნება ელემენტარული მასალის ნაწილაკების მექანიკური მოქმედებით. დეკარტმა წარმოადგინა ზემოქმედება ზეწოლის ან ზემოქმედების სახით, როდესაც ნაწილაკები ერთმანეთთან კონტაქტში შედიან და ამგვარად შემოიტანა იდეა ფიზიკაში. ახლო მანძილი.
კლასიკურ მექანიკაში წარმოდგენილი იყო მსოფლიოს ახალი ფიზიკური სურათი ი.ნიუტონი.მან დახატა პლანეტარული სისტემის ჰარმონიული სურათი, მისცა პლანეტების მოძრაობის მკაცრი რაოდენობრივი თეორია. მისი მექანიკის მწვერვალი იყო გრავიტაციის თეორია, რომელმაც გამოაცხადა ბუნების უნივერსალური კანონი - გრავიტაციის კანონი. ამ კანონის მიხედვით, ნებისმიერი ორი სხეული იზიდავს ერთმანეთს ძალით, რომელიც პირდაპირპროპორციულია მათ მასებთან და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატთან.
ეს კანონი გამოიხატება შემდეგი ფორმულით:
|
ეს კანონი არაფერს ამბობს გრავიტაციის დროზე დამოკიდებულების შესახებ. მიზიდულობის ძალა, წმინდა მათემატიკურად, შეიძლება ეწოდოს შორ მანძილზე,ის მყისიერად აკავშირებს ურთიერთმოქმედ სხეულებს და მისი გამოთვლა არ საჭიროებს რაიმე ვარაუდს იმ საშუალების შესახებ, რომელიც გადასცემს ურთიერთქმედებას.
გრავიტაციის კანონი მთელ სამყაროზე გავრცელებით, ნიუტონმა ასევე განიხილა მისი შესაძლო სტრუქტურა. ის მივიდა დასკვნამდე, რომ სამყარო უსასრულოა. მხოლოდ ამ შემთხვევაში შეიძლება შეიცავდეს ბევრ კოსმოსურ ობიექტს - სიმძიმის ცენტრებს. სამყაროს ნიუტონის მოდელის ფარგლებში ჩამოყალიბდა იდეა უსასრულო სივრცის შესახებ, რომელშიც არის გრავიტაციით დაკავშირებული კოსმოსური ობიექტები. ელექტრო- და მაგნიტოსტატიკის ძირითადი კანონების აღმოჩენამ, რომელიც მოჰყვა მე-18 საუკუნის მეორე ნახევარში, მათემატიკური ფორმით მსგავსი უნივერსალური მიზიდულობის კანონის მსგავსი, მეცნიერთა გონებაში კიდევ უფრო დაადასტურა შორ მანძილზე მოქმედი ძალების იდეა, დამოკიდებულია მხოლოდ მანძილზე, მაგრამ არა დროზე.
შემობრუნება მოკლე დიაპაზონის მოქმედების იდეებისკენ ასოცირდება ფარადეისა და მასკველის იდეებთან.რომელმაც განავითარა ელექტრომაგნიტური ველის, როგორც დამოუკიდებელი ფიზიკური სინამდვილის კონცეფცია. ამის ამოსავალი წერტილი იყო მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედების აღიარება და ნებისმიერი ურთიერთქმედების გადაცემის სასრული სიჩქარე.
დასკვნა, რომ ტალღის ელექტრომაგნიტური ველი მოწყვეტილია გამონადენს და შეუძლია დამოუკიდებლად არსებობა და სივრცეში გავრცელება, აბსურდულად ჩანდა. თავად მაქსველი ჯიუტად ცდილობდა თავისი განტოლებების გამოტანას ეთერის მექანიკური თვისებებიდან. მაგრამ როდესაც ჰერცმა ექსპერიმენტულად აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, ეს მიიღეს მაქსველის თეორიის მართებულობის გადამწყვეტ მტკიცებულებად. მყისიერი შორ მანძილზე მოქმედების ადგილი დაიკავა სასრული სიჩქარით გადაცემული მოკლე მანძილის მოქმედებით.
2.7. ურთიერთქმედება, ახლო ურთიერთქმედება, შორ მანძილზე ურთიერთქმედება
2.7.1. მოკლე და გრძელვადიანი ცნებები
გრძელი დიაპაზონი
. ი. ნიუტონის მიერ უნივერსალური მიზიდულობის კანონის აღმოჩენის შემდეგ, შემდეგ კი კულონის კანონი, რომელიც აღწერს ელექტრული დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედებას, წარმოიშვა, რატომ მოქმედებენ მასის მქონე ფიზიკური სხეულები ერთმანეთზე დიდ მანძილზე ცარიელ სივრცეში და რატომ ურთიერთობენ დამუხტული სხეულები. ერთმანეთს ელექტრულად ნეიტრალური ოთხშაბათის მეშვეობითაც კი?
„ველის“ ცნების შემოღებამდე ამ კითხვაზე დამაკმაყოფილებელი პასუხი არ არსებობდა. დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ სხეულებს შორის ურთიერთქმედება შეიძლება განხორციელდეს უშუალოდ ცარიელი სივრცის მეშვეობით, რომელიც არ მონაწილეობს ურთიერთქმედების გადაცემაში და ურთიერთქმედების გადაცემა სხეულიდან სხეულში მყისიერად გადაეცემა, ე.ი. უსასრულო სიჩქარით. ასეთი ვარაუდია შორი მოქმედების კონცეფციის არსი, რომელიც დაასაბუთა რ.დეკარტმა. მეცნიერთა უმეტესობა ამ კონცეფციას მე-19 საუკუნის ბოლომდე იცავდა.
შორ მანძილზე მოქმედების პრინციპი დამკვიდრდა ფიზიკაში იმიტომაც, რომ მაკროსკოპული სხეულების გრავიტაციული ურთიერთქმედება, ი. ნიუტონის უნივერსალური მიზიდულობის კანონის შესაბამისად, ძნელად შესამჩნევია - მიზიდულობა ზედმეტად სუსტია საგრძნობლად. აქედან გამომდინარე, რთული იყო ექსპერიმენტულად დადასტურება ან უარყოფა. მხოლოდ ცნობილი გამოცდილება G. Cavendishიყო გრავიტაციული მიზიდულობის პირველი ლაბორატორიული დაკვირვებები.
მჭიდრო ურთიერთქმედება
. პირიქით, ელექტრული დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედების კანონები იძლეოდა მათი შედარებით მარტივი გადამოწმების შესაძლებლობას. მალე დადგინდა, რომ ელექტრული მუხტების ურთიერთქმედება მყისიერად არ ხდება. ყოველი ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკი ქმნის ელექტრულ ველს, რომელიც მოქმედებს სხვა ნაწილაკებზე არა იმავე მომენტში, არამედ გარკვეული დროის შემდეგ.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ურთიერთქმედება გადაიცემა შუამავლის - ელექტრომაგნიტური ველის მეშვეობით, ხოლო ელექტრომაგნიტური ველის გავრცელების სიჩქარე სინათლის სიჩქარის ტოლია. ეს არის არსი სიახლოვის ცნებები.
2.7.2. ურთიერთქმედების ფუნდამენტური ტიპები
მოკლე დიაპაზონის მოქმედების კონცეფციის თანახმად, მორევებს შორის ყველა ურთიერთქმედება (გარდა მათ შორის პირდაპირი კონტაქტისა) ხორციელდება გარკვეული ველების დახმარებით (მაგალითად, ურთიერთქმედება გრავიტაციის თეორიაში - გრავიტაციული ველის დახმარებით. , ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება - ელექტრომაგნიტური ველების დახმარებით). მეოცე საუკუნემდე. მხოლოდ ორი სახის ურთიერთქმედება იყო ცნობილი: გრავიტაციულიდა ელექტრომაგნიტური.
ამჟამად, გარდა გრავიტაციული და ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედებისა, ცნობილია კიდევ ორი - ეგრეთ წოდებული სუსტი და ძლიერი ურთიერთქმედება. თანამედროვე ფიზიკაში ამ ტიპის ურთიერთქმედებები ფუნდამენტურია.
სუსტიურთიერთქმედება პასუხისმგებელია ინტრაბირთვულ ურთიერთქმედებაზე, რაც იწვევს, მაგალითად, ნეიტრონის დაშლას ელექტრონების ემისიით (β გამოსხივება), ძლიერიურთიერთქმედება - ინტრანუკლეონური ურთიერთქმედებისთვის ის ინახავს კვარკებს ნუკლეონებში.
სივრცით ოთხი ურთიერთქმედება განსხვავებულია. ამრიგად, გრავიტაციული და ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება აღწერილია „შებრუნებული კვადრატული მანძილების“ კანონებით და ფორმალურად ვლინდება მთელ სივრცეში უსასრულოდ. ძლიერი ურთიერთქმედება ვლინდება მხოლოდ ბირთვის ზომაში ~ 10-13 სმ, ხოლო სუსტი ურთიერთქმედებები - ბირთვების ზომაზე რამდენიმე რიგით მცირე მანძილზე.
ურთიერთქმედების შედარებითი სიძლიერე განსხვავებულია. თუ ძლიერი ურთიერთქმედება პირობითად მივიღეთ ერთიანობად, მაშინ ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება იქნება 10 2-ჯერ ნაკლები, სუსტი - 10 10, ხოლო გრავიტაციული - 10 38-ჯერ ნაკლები, ვიდრე ძლიერი ურთიერთქმედება.
და მიუხედავად იმისა, რომ ურთიერთქმედების სიძლიერე მნიშვნელოვნად განსხვავდება, არცერთი მათგანის უგულებელყოფა არ შეიძლება. თითოეულ ურთიერთქმედებას შეუძლია გადამწყვეტი გავლენა მოახდინოს კონკრეტულ შემთხვევაში მიმდინარე პროცესებზე. ისეთი ურთიერთქმედებაც კი, როგორიცაა გრავიტაცია, მიუხედავად მისი აშკარა სიმცირისა (10 38-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ძლიერი ურთიერთქმედება), თამაშობს, მაგალითად, დომინანტურ როლს კოსმიური წესრიგის პროცესებში, სადაც არის ობიექტები უზარმაზარი მასით და დიდი სივრცითი მასშტაბებით. ფენომენებს.
XX საუკუნის მეორე ნახევარში. ინტენსიური სამუშაოები ჩატარდა ელექტრომაგნიტური, სუსტი და ძლიერი ურთიერთქმედებების შესაძლო გაერთიანებაზე.
Ახლა ს.ვაინბერგი, ს.გლაშოუდა ა სალამუმოახერხა ერთიანი თეორიის შექმნა ელექტროსუსტი ურთიერთქმედება.ამ თეორიის თანახმად, ნაწილაკები პასუხისმგებელნი არიან ელექტროსუსტ ურთიერთქმედებებზე - ელექტროსუსტი ველის კვანტები - ბოზონები W~და Z0. მალე ასეთი ნაწილაკები ექსპერიმენტულად აღმოაჩინეს. C. Rubbiaდა ს.ვან დერ მეერი.
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ძლიერი ფუნდამენტური ძალა პასუხისმგებელია ბირთვში ნაწილაკების შეერთებაზე და ამიტომ მას ხშირად უწოდებენ ბირთვული.თავდაპირველად ეს ურთიერთქმედება კვანტური მეზოდინამიკის ფარგლებში იყო შესწავლილი. იაპონელმა მეცნიერმა X იუკავაწამოაყენა იდეა, რომ ატომის ბირთვებში ნუკლეონების (პროტონები და ნეიტრონები) ურთიერთქმედება განპირობებულია სპეციალური ნაწილაკებით - ბირთვული ველის კვანტებით, ე.წ. მეზონები.შემდგომში ასეთი ნაწილაკები აღმოაჩინეს და მიიღეს სახელი π
- მეზონები.
ძლიერი ურთიერთქმედების თეორიის შემუშავების შემდეგი ეტაპი იყო შექმნა კვანტური ქრომოდინამიკა.ახალი თეორიის შექმნის აუცილებლობა აიხსნება შემდეგით: მოგვიანებით გაირკვა, რომ ბირთვის ცალკეული ერთეულები - ნეიტრონები და პროტონები - თავად შედგებიან უფრო მცირე ერთეულებისგან - კვარკებისგან, ამიტომ კვლევა გადავიდა ნუკლეონებში კვარკებს შორის ურთიერთქმედების შესწავლის სფეროში. . თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, კვანტური ქრომოდინამიკის შესაბამისად, ძლიერი ურთიერთქმედება ასოცირდება გლუონების მიერ ინტრანუკლეონური ველის კვანტების არსებობასთან. ამრიგად, ძლიერი ურთიერთქმედების თეორია - კვანტური ქრომოდინამიკა - აღწერს კვარკებისა და გლუონების ურთიერთქმედებას.
ელექტროსუსტი და ძლიერი ურთიერთქმედების თეორია ე.წ მაკროკოსმოსის სტანდარტული მოდელი.
მას შემდეგ, რაც შეიქმნა ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების ერთიანი თეორია, გაჩნდა ელემენტარული ნაწილაკების ურთიერთქმედების სამივე ფორმის ბირთვული თეორიის აგების რეალური პერსპექტივა („დიდი გაერთიანების“ პროგრამა).
და სულ ახლახან გამოჩნდა ახალი იდეები, რომლებიც ღია, ალბათ, შორეული, მაგრამ მაინც რეალური პერსპექტივებია ცნობილი ოთხივე ურთიერთქმედების, მათ შორის გრავიტაციული ურთიერთქმედების გაერთიანებისთვის. ამ პრობლემის გადაწყვეტა იქნება გრანდიოზული სამეცნიერო რევოლუცია, რომლის გაზომვა ძნელია ყველა წინა სამეცნიერო რევოლუციის მასშტაბით.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დღეს ჩვენ გვაქვს ძალიან პროდუქტიული კვლევითი პროგრამა, რომელიც იძლევა მისი განვითარების მიმართულებას, რაც ორიენტირებულად მივყავართ ყველა ფუნდამენტური თეორიის ერთიანობამდე.
თუ ასეთი პროგრამა განხორციელდება, ეს ნიშნავს, რომ ბუნება, საბოლოო ჯამში, ექვემდებარება გარკვეული ზესახელმწიფოს მოქმედებას, რომელიც გამოიხატება გარკვეულ ურთიერთქმედებებში. ეს ზეძალა საკმარისად ძლიერია იმისათვის, რომ შექმნას ჩვენი სამყარო, მისცეს მას ენერგიით შესაბამისი ფორმებით და მატერიით გარკვეული სტრუქტურით.
მაგრამ სუპერძალა უფრო მეტია ვიდრე უბრალოდ ძალა. მასში მატერია, სივრცე-დრო და ურთიერთქმედება გაერთიანებულია განუყოფელ ჰარმონიულ მთლიანობაში, წარმოქმნის სამყაროს ისეთ ერთიანობას, რასაც აქამდე არავის წარმოედგინა. ასეთი ერთიანობის ძიებაშია თანამედროვე მეცნიერება.
ფიზიკური ვაკუუმის ცნება მჭიდროდ არის დაკავშირებული ფიზიკაში ურთიერთქმედების ცნებებთან. თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, ვაკუუმი არ არის "აბსოლუტური სიცარიელე", არამედ რეალური ფიზიკური სისტემა, მაგალითად, ელექტრომაგნიტური ველი მის ერთ-ერთ მდგომარეობაში. უფრო მეტიც, ველის კვანტური თეორიის მიხედვით, ყველა სხვა ველის მდგომარეობა შეიძლება მივიღოთ ვაკუუმური მდგომარეობიდან. ვაკუუმი შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ველი მინიმალური ენერგიით. ვაკუუმში მუდმივად ხდება ურთულესი ფიზიკური გარდაქმნები, მაგალითად, ელექტრომაგნიტური ველის სპეციალური სახის ვაკუუმური რხევები, რომლებიც არ იშლება მისგან და არ ვრცელდება, მაგრამ აშკარად ვლინდება ფიზიკურ ექსპერიმენტში.
ახლო მოქმედება არის წარმოდგენა, რომლის მიხედვითაც ურთიერთქმედება ერთმანეთისგან დაშორებულ სხეულებს შორის ხორციელდება შუალედური საშუალების (ველის) დახმარებით და ხორციელდება სასრული სიჩქარით. XVIII საუკუნის დასაწყისში, მოკლე მანძილზე მოქმედების თეორიასთან ერთად, დაიბადა შორი მოქმედების საპირისპირო თეორია, რომლის მიხედვითაც სხეულები ერთმანეთზე მოქმედებენ შუამავლების გარეშე, სიცარიელის მეშვეობით, ნებისმიერ მანძილზე და ა.შ. ურთიერთქმედება ხორციელდება უსასრულოდ მაღალი სიჩქარით (მაგრამ ემორჩილება გარკვეულ კანონებს). შორ მანძილზე მოქმედების მაგალითად შეიძლება მივიჩნიოთ უნივერსალური მიზიდულობის ძალა მიზიდულობის კლასიკურ თეორიაში ი.ნიუტონის მიერ.
მ.ვ.ლომონოსოვი ითვლება მოკლე მანძილზე მოქმედების თეორიის ერთ-ერთ ფუძემდებლად. ლომონოსოვი იყო გრძელვადიანი თეორიის მოწინააღმდეგე და თვლიდა, რომ სხეულს არ შეუძლია მყისიერად იმოქმედოს სხვა სხეულებზე. მას სჯეროდა, რომ ელექტრული ურთიერთქმედება სხეულიდან სხეულში გადაეცემა სპეციალური საშუალო "ეთერის" მეშვეობით, რომელიც ავსებს მთელ ცარიელ სივრცეს, კერძოდ, სივრცეს ნაწილაკებს შორის, რომლებიც ქმნიან "წონიან მატერიას", ანუ ნივთიერებას. ელექტრული ფენომენები, ლომონოსოვის აზრით, უნდა განიხილებოდეს როგორც გარკვეული მიკროსკოპული მოძრაობები, რომლებიც ხდება ეთერში. იგივე ეხება მაგნიტურ მოვლენებს.
თუმცა ლომონოსოვისა და ლ.ეილერის თეორიული იდეები იმ დროს ვერ განვითარდა. კულონის კანონის აღმოჩენის შემდეგ, რომელიც თავისი ფორმით იყო იგივე, რაც უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, შორ მანძილზე მოქმედების თეორია მთლიანად ანაცვლებს მოკლე დიაპაზონის მოქმედების თეორიას. და მხოლოდ მე-19 საუკუნის დასაწყისში მ.ფარადეიმ გააცოცხლა მოკლე დისტანციის მოქმედების თეორია. ფარადეის მიხედვით, ელექტრული მუხტები პირდაპირ არ მოქმედებს ერთმანეთზე. თითოეული მათგანი ქმნის ელექტრულ და მაგნიტურ (თუ მოძრაობს) ველებს მიმდებარე სივრცეში. ერთი მუხტის ველები მოქმედებს მეორეზე და პირიქით. მოკლე დიაპაზონის მოქმედების თეორიის ზოგადი აღიარება იწყება მე-19 საუკუნის მეორე ნახევრიდან, ჯ. მაქსველის თეორიის ექსპერიმენტული დადასტურების შემდეგ, რომელმაც მოახერხა ფარადეის იდეებს მიეცა ფიზიკაში აუცილებელი ზუსტი რაოდენობრივი ფორმა - ა. ელექტრომაგნიტური ველის განტოლებათა სისტემა.
მნიშვნელოვანი განსხვავება მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედების თეორიასა და შორ მანძილზე ურთიერთქმედების თეორიას შორის არის ურთიერთქმედების მაქსიმალური გავრცელების სიჩქარის არსებობა (ველები, ნაწილაკები) - სინათლის სიჩქარე. თანამედროვე ფიზიკაში მატერიის მკაფიო დაყოფა ხდება ნაწილაკებად - ურთიერთქმედების მონაწილეებად (ან წყაროებად) (ე.წ. მატერია) და ნაწილაკებად - ურთიერთქმედების მატარებლებად (ე.წ. ველი). ოთხი ტიპის ფუნდამენტური ურთიერთქმედებიდან სამმა მიიღო გადამზიდავი ნაწილაკების არსებობის საიმედო ექსპერიმენტული შემოწმება: ძლიერი, სუსტი და ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება. ამჟამად მიმდინარეობს გრავიტაციული ურთიერთქმედების მატარებლების – ე.წ
გრძელი დიაპაზონი . ი. ნიუტონის მიერ უნივერსალური მიზიდულობის კანონის და შემდეგ კულონის კანონის აღმოჩენის შემდეგ, რომელიც აღწერს ელექტრული დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედებას, გაჩნდა კითხვა, რატომ მოქმედებენ მასის მქონე ფიზიკური სხეულები ერთმანეთზე დიდ მანძილზე ცარიელ სივრცეში და რატომ დატვირთული სხეულები. ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან თუნდაც ელექტრული დამუხტული სხეულების მეშვეობით.ნეიტრალური გარემო?
„ველის“ ცნების შემოღებამდე ამ კითხვაზე დამაკმაყოფილებელი პასუხი არ არსებობდა. დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ სხეულებს შორის ურთიერთქმედება შეიძლება განხორციელდეს უშუალოდ ცარიელი სივრცის მეშვეობით, რომელიც არ მონაწილეობს ურთიერთქმედების გადაცემაში და ურთიერთქმედების გადაცემა სხეულიდან სხეულში მყისიერად გადაეცემა, ე.ი. უსასრულო სიჩქარით. ასეთი ვარაუდია შორი მოქმედების კონცეფციის არსი, რომელიც დაასაბუთა რ.დეკარტმა. მეცნიერთა უმეტესობა ამ კონცეფციას მე-19 საუკუნის ბოლომდე იცავდა.
შორ მანძილზე მოქმედების პრინციპი დამკვიდრდა ფიზიკაში იმიტომაც, რომ მაკროსკოპული სხეულების გრავიტაციული ურთიერთქმედება, ი. ნიუტონის უნივერსალური მიზიდულობის კანონის შესაბამისად, ძნელად შესამჩნევია - მიზიდულობა ზედმეტად სუსტია საგრძნობლად. აქედან გამომდინარე, რთული იყო ექსპერიმენტულად დადასტურება ან უარყოფა. მხოლოდ ცნობილი გამოცდილება G. Cavendishიყო გრავიტაციული მიზიდულობის პირველი ლაბორატორიული დაკვირვებები.
მჭიდრო ურთიერთქმედება . პირიქით, ელექტრული დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედების კანონები იძლეოდა მათი შედარებით მარტივი გადამოწმების შესაძლებლობას. მალე დადგინდა, რომ ელექტრული მუხტების ურთიერთქმედება მყისიერად არ ხდება. ყოველი ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკი ქმნის ელექტრულ ველს, რომელიც მოქმედებს სხვა ნაწილაკებზე არა იმავე მომენტში, არამედ გარკვეული დროის შემდეგ.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ურთიერთქმედება გადაიცემა შუამავლის - ელექტრომაგნიტური ველის მეშვეობით, ხოლო ელექტრომაგნიტური ველის გავრცელების სიჩქარე სინათლის სიჩქარის ტოლია. ეს არის არსი სიახლოვის ცნებები.
ახლო მანძილზე და შორ მანძილზე- ეს არის ურთიერთსაპირისპირო შეხედულებები მატერიალური სტრუქტურების ურთიერთქმედების ასახსნელად. კონცეფციის მიხედვით მჭიდრო მოქმედებანებისმიერი ურთიერთქმედება მატერიალურ ობიექტებზე შეიძლება გადაიცეს მხოლოდ სივრცის მეზობელ წერტილებს შორის დროის სასრულ პერიოდში. გრძელი დიაპაზონისაშუალებას აძლევს მოქმედებას დისტანციაზე მყისიერად უსასრულო სიჩქარით, ანუ რეალურად დროისა და სივრცის გარეთ. ნიუტონის შემდეგ, ეს კონცეფცია ფართოდ გამოიყენებოდა ფიზიკაში, თუმცა მან თავად გააცნობიერა, რომ მის მიერ შემოტანილი შორ მანძილზე ძალები (მაგალითად, გრავიტაციული ძალები) მხოლოდ ფორმალური სავარაუდო მოწყობილობაა, რომელიც შესაძლებელს ხდის დაკვირვებული ფენომენების აღწერას. გარკვეულწილად სწორი. მოკლე მანძილზე მოქმედების პრინციპის საბოლოო დამტკიცება მოვიდა ფიზიკური ველის, როგორც მატერიალური საშუალების კონცეფციის შემუშავებით. ველის განტოლებები აღწერს სისტემის მდგომარეობას მოცემულ მომენტში მოცემულ დროს, როგორც დამოკიდებულ მდგომარეობაზე უახლოეს მეზობელ წერტილში უახლოეს წინა მომენტში. თუ ელექტრომაგნიტური ველი შეიძლება არსებობდეს მატერიალური მატარებლისგან დამოუკიდებლად, მაშინ ელექტრული ურთიერთქმედება არ შეიძლება აიხსნას მყისიერი მოქმედებით მანძილზე. ამიტომ, ნიუტონის შორ მანძილზე მოქმედებამ ადგილი დაუთმო მცირე დისტანციურ მოქმედებას, ველები სივრცეში სასრული სიჩქარით გავრცელდა. ამრიგად, თანამედროვე მეცნიერების თანახმად, სტრუქტურებს შორის ურთიერთქმედება გადადის შესაბამისი ველის მეშვეობით სასრული სიჩქარით, რომელიც ტოლია სინათლის სიჩქარის ვაკუუმში.
ელემენტარული ნაწილაკების მთელი ნაკრები მათი ურთიერთქმედებით ვლინდება მაკროსკოპულად მატერიის სახით და
ველები. ველს, მატერიისგან განსხვავებით, აქვს განსაკუთრებული თვისებები. ელექტრომაგნიტური ველის ფიზიკური რეალობა ჩანს სულ მცირე იქიდან, რომ რადიოტალღები არსებობს. ელექტრომაგნიტური ველის წყარო მოძრავი დამუხტული ნაწილაკებია. მუხტების ურთიერთქმედება ხდება სქემის მიხედვით: ნაწილაკი - ველი - ნაწილაკი. ველი ურთიერთქმედების მატარებელია. გარკვეულ პირობებში, ველს შეუძლია "მოშორდეს" თავის წყაროებს და თავისუფლად გავრცელდეს სივრცეში. ასეთ ველს აქვს ტალღის ხასიათი.
როგორ იღებთ ინფორმაციას ვარსკვლავებში მატერიის მდგომარეობის შესახებ? ატომურ პროცესებს, რომლებიც მიმდინარეობს ვარსკვლავების გარე გარსებში, თან ახლავს ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივებას. ერთ-ერთი ასეთი პროცესია ატომების აგზნება, რაც იწვევს ელექტრომაგნიტური ველის ენერგიის (სპექტრის) რიგი დამახასიათებელი „ნაწილების“ გამოყოფას. თითოეულ ქიმიურ ელემენტს აქვს საკუთარი უნიკალური გამოსხივების სპექტრი. მაგალითად, მზის შუქის (სინათლე ელექტრომაგნიტური გამოსხივება) ანალიზით ოპტიკური ინსტრუმენტების გამოყენებით, შესაძლებელია მზის გარე გარსებში ელემენტების ქიმიური შემადგენლობისა და პროცენტის დადგენა.
სამყაროს თანამედროვე ბუნებრივ-მეცნიერულ სურათში სუბსტანციაც და ველიც შედგება ელემენტარული ნაწილაკებისგან, ნაწილაკები კი ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, ურთიერთ გარდაიქმნებიან. ელემენტარული ნაწილაკების დონეზე ხდება ველისა და მატერიის ურთიერთგარდაქმნა. ასე რომ, ფოტონები შეიძლება გადაიქცეს ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილებად და ეს წყვილები ნადგურდება (განადგურება) ფოტონების წარმოქმნასთან ურთიერთქმედების პროცესში. უფრო მეტიც, ვაკუუმი ასევე შედგება ნაწილაკებისგან (ვირტუალური ნაწილაკები), რომლებიც ურთიერთქმედებენ როგორც ერთმანეთთან, ასევე ჩვეულებრივ ნაწილაკებთან. ამრიგად, საზღვრები მატერიასა და ველს შორის და თუნდაც ვაკუუმს შორის, ერთი მხრივ, და მატერიასა და ველს, მეორე მხრივ, რეალურად ქრება. ფუნდამენტურ დონეზე, ბუნებაში არსებული ყველა ასპექტი მართლაც პირობითია. სამყაროს თანამედროვე ბუნებრივ-მეცნიერულ სურათში მატერია და ველი ურთიერთკონვერტირდება. ამიტომ, ამჟამად
დროთა განმავლობაში, მუდმივი მცდელობები ხდება ყველა სახის ურთიერთქმედების ერთიანი თეორიის შესაქმნელად.
რამდენიმე ველის თანდასწრებით, მიღებული ურთიერთქმედების დასადგენად, გამოიყენეთ სუპერპოზიციის პრინციპი.საბუნებისმეტყველო მეცნიერებაში სუპერპოზიციის პრინციპი შესაძლებელს ხდის მიღებული ეფექტის მიღებას რამდენიმე დამოუკიდებელი ურთიერთქმედების ზედმეტად (სუპერპოზიციიდან), როგორც თითოეული ურთიერთქმედებით გამოწვეული ეფექტების ჯამი. ის მოქმედებს წრფივი განტოლებებით აღწერილი სისტემებისთვის. სუპერპოზიციის პრინციპი ფართოდ გამოიყენება მექანიკაში, რხევების თეორიასა და ფიზიკური ველების ტალღის თეორიაში. კვანტურ მექანიკაში სუპერპოზიციის პრინციპი ეხება ტალღის ფუნქციებს. ამის მიხედვით, თუ ფიზიკური სისტემა შეიძლება იყოს ორი ან მეტი ფუნქციით აღწერილ მდგომარეობებში, მაშინ სისტემა ასევე შეიძლება იყოს ამ ფუნქციების ნებისმიერი წრფივი კომბინაციით აღწერილ მდგომარეობაში.
17. ურთიერთქმედების ცნება. გრძელი და მოკლე დიაპაზონის კონცეფცია.
ქვეშ ურთიერთქმედებაუფრო ვიწრო გაგებით, მათ ესმით ისეთი პროცესები, რომლის დროსაც ურთიერთქმედების სტრუქტურებსა და სისტემებს შორის ხდება გარკვეული ველების, ენერგიისა და ზოგჯერ ინფორმაციის კვანტების გაცვლა.
ამჟამად, ზოგადად მიღებულია, რომ ნებისმიერი ობიექტის ნებისმიერი ურთიერთქმედება შეიძლება შემცირდეს ოთხი ძირითადი ტიპის ფუნდამენტური ურთიერთქმედების შეზღუდულ კლასამდე: ძლიერი, ელექტრომაგნიტური, სუსტი და გრავიტაციული. ურთიერთქმედების ინტენსივობას ჩვეულებრივ ახასიათებს ეგრეთ წოდებული ურთიერთქმედების მუდმივი, რომელიც არის განზომილებიანი პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს ამ ტიპის ურთიერთქმედების გამო პროცესების ალბათობას. მუდმივების მნიშვნელობების თანაფარდობა იძლევა შესაბამისი ურთიერთქმედების შედარებით ინტენსივობას.
გრძელი და მოკლე დიაპაზონის ცნებები.
ახლო მანძილზე და შორ მანძილზე- ეს არის ურთიერთსაპირისპირო შეხედულებები მატერიალური სტრუქტურების ურთიერთქმედების ასახსნელად. კონცეფციის მიხედვით მოკლე დიაპაზონინებისმიერი ურთიერთქმედება მატერიალურ ობიექტებზე შეიძლება გადაიცეს მხოლოდ სივრცის მეზობელ წერტილებს შორის დროის სასრულ პერიოდში. გრძელი დიაპაზონისაშუალებას აძლევს მოქმედებას დისტანციაზე მყისიერად უსასრულო სიჩქარით, ანუ რეალურად დროისა და სივრცის გარეთ. ნიუტონის შემდეგ, ეს კონცეფცია ფართოდ გამოიყენებოდა ფიზიკაში, თუმცა მან თავად გააცნობიერა, რომ მის მიერ შემოტანილი შორ მანძილზე ძალები (მაგალითად, გრავიტაციული ძალები) მხოლოდ ფორმალური სავარაუდო მოწყობილობაა, რომელიც შესაძლებელს ხდის დაკვირვებული ფენომენების აღწერას. გარკვეულწილად სწორი. მოკლე მანძილზე მოქმედების პრინციპის საბოლოო დამტკიცება მოვიდა ფიზიკური ველის, როგორც მატერიალური საშუალების კონცეფციის შემუშავებით. ველის განტოლებები აღწერს სისტემის მდგომარეობას მოცემულ მომენტში მოცემულ დროს, როგორც დამოკიდებულ მდგომარეობაზე უახლოეს მეზობელ წერტილში უახლოეს წინა მომენტში. თუ ელექტრომაგნიტური ველი შეიძლება არსებობდეს მატერიალური მატარებლისგან დამოუკიდებლად, მაშინ ელექტრული ურთიერთქმედება არ შეიძლება აიხსნას მყისიერი მოქმედებით მანძილზე. ამიტომ, ნიუტონის შორ მანძილზე მოქმედებამ ადგილი დაუთმო მცირე დისტანციურ მოქმედებას, ველები სივრცეში სასრული სიჩქარით გავრცელდა. ამრიგად, თანამედროვე მეცნიერების თანახმად, სტრუქტურებს შორის ურთიერთქმედება გადადის შესაბამისი ველის მეშვეობით სასრული სიჩქარით, რომელიც ტოლია სინათლის სიჩქარის ვაკუუმში.
18. ურთიერთქმედების ძირითადი ტიპების (გრავიტაციული, ელექტრომაგნიტური, ძლიერი და სუსტი) მახასიათებლები.
1. გრავიტაციული ურთიერთქმედება უნივერსალურია, მაგრამ მიკროსამყაროში არ არის გათვალისწინებული, რადგან ის ყველაზე სუსტია ყველა ურთიერთქმედებიდან და ვლინდება მხოლოდ საკმარისად დიდი მასების არსებობით. მისი დიაპაზონი შეზღუდული არ არის, დრო ასევე შეზღუდული არ არის. გრავიტაციული ურთიერთქმედების გაცვლის ბუნება ჯერ კიდევ კითხვის ნიშნის ქვეშ დგას, რადგან ჰიპოთეტური ფუნდამენტური ნაწილაკი - გრავიტონი - ჯერ არ არის აღმოჩენილი.
(ი. ნიუტონი) - ყველაზე სუსტი ურთიერთქმედება.
2. ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება: 10 -2 რიგის მუდმივი, ურთიერთქმედების რადიუსი შეზღუდული არ არის, ურთიერთქმედების დრო t ~ 10 -20 წმ. იგი რეალიზდება ყველა დამუხტულ ნაწილაკს შორის. გადამზიდავი ნაწილაკი არის ფოტონი (γ-კვანტური).
(გულსაკიდი).
3. სუსტი ურთიერთქმედება ასოცირდება ყველა ტიპის β-დაშლასთან; ის პასუხისმგებელია ელემენტარული ნაწილაკების მრავალ დაშლაზე და ნეიტრინოების ურთიერთქმედებაზე მატერიასთან. ურთიერთქმედების მუდმივი არის დაახლოებით 10 -13 , t ~ 10 -10 s. ეს ურთიერთქმედება, ისევე როგორც ძლიერი, მოკლე დიაპაზონია: ურთიერთქმედების რადიუსია r~10 -18 მ. გადამზიდავი ნაწილაკები შუალედური ვექტორული ბოზონია: W + , W - , Z 0 .(ფერმი).
4. ძლიერი ურთიერთქმედება უზრუნველყოფს ბირთვში ნუკლეონების შეკავშირებას. ურთიერთქმედების მუდმივი აღებულია 1-ის ტოლი, მოქმედების რადიუსი არის დაახლოებით 10 -15 მ, ნაკადის დრო t ~ 10 -23 წმ. ძლიერი ურთიერთქმედება ხორციელდება კვარკებს - ნაწილაკებს შორის, რომლებიც ქმნიან პროტონებსა და ნეიტრონებს - დახმარებით ე.წ. გლუონები. (იუკავა).
