100 r bonus sa unang order
Piliin ang uri ng trabaho Graduation work Term paper Abstract Master's thesis Report on practice Article Report Review Test work Monograph Problem solving Business plan Mga sagot sa mga tanong Malikhaing gawa Essay Drawing Compositions Translation Presentations Pagta-type Iba pa Pagdaragdag ng uniqueness ng text Candidate's thesis Laboratory work Help on- linya
Pahingi ng presyo
Nasa sinaunang mundo, naisip ng mga nag-iisip ang kalikasan at kakanyahan ng espasyo at oras. Ang ilan sa mga pilosopo ay itinanggi ang posibilidad ng pagkakaroon ng isang walang laman na espasyo o, ayon sa pagkakasabi nila, hindi pag-iral. Ito ang mga kinatawan ng Eleatic school sa sinaunang Greece - Parmenides at Zeno. Ang ibang mga pilosopo, kabilang si Democritus, ay nagtalo na ang walang bisa, tulad ng mga atomo, at kinakailangan para sa kanilang mga paggalaw at koneksyon.
Hanggang sa ika-16 na siglo, ang geocentric system ni Ptolemy ay nangingibabaw sa natural na agham. Ito ang unang unibersal na modelo ng matematika ng mundo, kung saan ang oras ay walang katapusan, at ang espasyo ay may hangganan, kabilang ang pare-parehong pabilog na paggalaw ng mga celestial body sa paligid ng hindi gumagalaw na Earth. Isang radikal na pagbabago sa spatial at buong pisikal na larawan ang naganap sa heliocentric system ng mundo, na kinakatawan ng Copernicus. Kinikilala ang kadaliang mapakilos ng Earth, tinanggihan niya ang lahat ng dati nang ideya tungkol sa pagiging natatangi nito bilang sentro ng Uniberso at sa gayon ay itinuro ang paggalaw ng siyentipikong pag-iisip patungo sa pagkilala sa kawalang-hanggan at kawalang-hanggan ng kalawakan. Ang ideyang ito ay nabuo sa pilosopiya Giordano Bruno, na naghinuha na ang uniberso ay walang katapusan at walang sentro.
Ang isang mahalagang papel sa pagbuo ng mga ideya tungkol sa espasyo ay ginampanan ng bukas Galileo ang prinsipyo ng pagkawalang-galaw. Ayon sa prinsipyong ito, ang lahat ng pisikal (mekanikal) na phenomena ay nangyayari sa parehong paraan sa lahat ng mga sistema na gumagalaw nang pantay-pantay at rectilinearly na may bilis na pare-pareho sa magnitude at direksyon.
Ang karagdagang pag-unlad ng konsepto ng espasyo at oras ay nauugnay sa pisikal at kosmikong larawan ng mundo R. Descartes. Ibinatay niya ito sa ideya na ang lahat ng natural na phenomena ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mekanikal na pagkilos ng elementarya na mga particle ng materyal. Ang parehong epekto na kinakatawan ni Descartes sa anyo ng presyur o epekto kapag ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa at sa gayon ay ipinakilala sa pisika ang ideya Malapitan.
Isang bagong pisikal na larawan ng mundo ang ipinakita sa klasikal na mekanika I. Newton. Gumuhit siya ng isang maayos na larawan ng planetary system, nagbigay ng isang mahigpit na quantitative theory ng planetary motion. Ang tuktok ng kanyang mekanika ay ang teorya ng grabidad, na nagpahayag ng unibersal na batas ng kalikasan - batas ng grabidad. Ayon sa batas na ito, ang anumang dalawang katawan ay umaakit sa isa't isa na may puwersa na direktang proporsyonal sa kanilang mga masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila.
Ang batas na ito ay ipinahayag ng sumusunod na pormula:
|
Walang sinasabi ang batas na ito tungkol sa pagtitiwala ng gravity sa oras. Ang puwersa ng grabidad, puro matematikal, ay matatawag na long-range, agad itong nag-uugnay sa mga nakikipag-ugnayang katawan at ang pagkalkula nito ay hindi nangangailangan ng anumang mga pagpapalagay tungkol sa daluyan na nagpapadala ng pakikipag-ugnayan.
Sa pagpapalawak ng batas ng grabitasyon sa buong Uniberso, isinasaalang-alang din ni Newton ang posibleng istraktura nito. Siya ay dumating sa konklusyon na ang uniberso ay walang hanggan. Sa kasong ito lamang, maaari itong maglaman ng maraming mga bagay sa kalawakan - mga sentro ng grabidad. Sa loob ng balangkas ng Newtonian na modelo ng Uniberso, ang ideya ng walang katapusang espasyo, kung saan mayroong mga cosmic na bagay, na magkakaugnay ng puwersa ng grabidad, ay naitatag. Ang pagtuklas ng mga pangunahing batas ng electro- at magnetostatics na sumunod sa ikalawang kalahati ng ika-18 siglo, na katulad sa matematikal na anyo sa batas ng unibersal na grabitasyon, ay higit na nakumpirma sa isip ng mga siyentipiko ang ideya ng mga long-range na pwersa na depende lamang sa distansya, ngunit hindi sa oras.
Ang pagliko patungo sa mga ideya ng short-range na aksyon ay nauugnay sa mga ideya ng Faraday at Maskwell, na bumuo ng konsepto ng electromagnetic field bilang isang malayang pisikal na katotohanan. Ang panimulang punto para dito ay ang pagkilala sa short-range na interaksyon at ang finite rate ng transmission ng anumang interaksyon.
Ang konklusyon na ang wave electromagnetic field ay humihiwalay mula sa discharge at maaaring independiyenteng umiral at magpalaganap sa kalawakan ay tila walang katotohanan. Si Maxwell mismo ay matigas ang ulo na hinahangad na kunin ang kanyang mga equation mula sa mga mekanikal na katangian ng eter. Ngunit nang eksperimento ni Hertz na natuklasan ang pagkakaroon ng mga electromagnetic wave, ito ay kinuha bilang mapagpasyang patunay ng bisa ng teorya ni Maxwell. Ang lugar ng madalian na long-range na aksyon ay kinuha sa pamamagitan ng short-range na aksyon na ipinadala sa isang may hangganan na bilis.
2.7. Pakikipag-ugnayan, malapit na pakikipag-ugnayan, pangmatagalang pakikipag-ugnayan
2.7.1. Mga konsepto ng short-range at long-range
mahabang hanay
. Matapos ang pagtuklas ng batas ng unibersal na grabitasyon ni I. Newton, at pagkatapos ay ang batas ni Coulomb, na naglalarawan sa pakikipag-ugnayan ng mga de-kuryenteng katawan, lumitaw kung bakit ang mga pisikal na katawan na may masa ay kumikilos sa isa't isa sa malalayong distansya sa pamamagitan ng walang laman na espasyo at kung bakit nakikipag-ugnayan ang mga sisingilin na katawan sa bawat isa. sa isa't isa kahit na sa pamamagitan ng isang electrically neutral na Miyerkules?
Bago ang pagpapakilala ng konsepto ng "patlang", walang kasiya-siyang sagot sa tanong na ito. Sa loob ng mahabang panahon ay pinaniniwalaan na ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katawan ay maaaring direktang isagawa sa pamamagitan ng walang laman na espasyo, na hindi nakikilahok sa paglipat ng mga pakikipag-ugnayan, at ang paglipat ng pakikipag-ugnayan mula sa katawan patungo sa katawan ay ipinadala kaagad, i.e. na may walang katapusang bilis. Ang ganitong palagay ay ang kakanyahan ng konsepto ng pangmatagalang aksyon, na pinatunayan ni R. Descartes. Karamihan sa mga siyentipiko ay sumunod sa konseptong ito hanggang sa katapusan ng ika-19 na siglo.
Ang prinsipyo ng long-range action ay naitatag sa physics dahil din sa gravitational interaction ng mga macroscopic body, alinsunod sa I. Newton's law of universal gravitation, ay halos hindi napapansin - ang atraksyon ay masyadong mahina para maramdaman. Samakatuwid, mahirap kumpirmahin o pabulaanan sa eksperimentong paraan. Mga kilalang karanasan lamang G. Cavendish ay ang unang mga obserbasyon sa laboratoryo ng gravity attraction.
malapit na pakikipag-ugnayan
. Sa kabaligtaran, ang mga batas ng pakikipag-ugnayan ng mga de-koryenteng sisingilin na katawan ay pinapayagan para sa posibilidad ng kanilang medyo simpleng pag-verify. Sa lalong madaling panahon ay itinatag na ang pakikipag-ugnayan ng mga singil sa kuryente ay hindi nangyayari kaagad. Ang bawat particle na may kuryente ay lumilikha ng isang electric field na kumikilos sa iba pang mga particle hindi sa parehong sandali, ngunit pagkatapos ng ilang oras.
Sa madaling salita, ang pakikipag-ugnayan ay ipinadala sa pamamagitan ng isang tagapamagitan - ang electromagnetic field, at ang bilis ng pagpapalaganap ng electromagnetic field ay katumbas ng bilis ng liwanag. Ito ang kakanyahan mga konsepto ng kalapitan.
2.7.2. Mga pangunahing uri ng pakikipag-ugnayan
Ayon sa konsepto ng short-range action, ang lahat ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng whirligigs (bilang karagdagan sa direktang pakikipag-ugnay sa pagitan nila) ay isinasagawa sa tulong ng ilang mga patlang (halimbawa, pakikipag-ugnayan sa teorya ng gravity - sa tulong ng isang gravitational field. , electromagnetic na pakikipag-ugnayan - sa tulong ng mga electromagnetic field). Hanggang sa ikadalawampu siglo. dalawang uri lamang ng pakikipag-ugnayan ang nalaman: gravitational At electromagnetic.
Sa kasalukuyan, bilang karagdagan sa gravitational at electromagnetic na pakikipag-ugnayan, dalawa pa ang kilala - ang tinatawag na mahina at malakas na pakikipag-ugnayan. Ang mga uri ng pakikipag-ugnayan sa modernong pisika ay mahalaga.
Mahina Ang pakikipag-ugnayan ay responsable para sa interaksyon ng intranuclear, na humahantong, halimbawa, sa pagkabulok ng isang neutron na may paglabas ng mga electron (β radiation), malakas pakikipag-ugnayan - para sa mga interaksyon ng intranucleon, pinapanatili nito ang mga quark sa loob ng mga nucleon.
Magkaiba ang apat na interaksyon sa spatially. Kaya, ang gravitational at electromagnetic na pakikipag-ugnayan ay inilalarawan ng mga batas ng "inverse square distances" at pormal na nagpapakita ng kanilang mga sarili sa lahat ng space ad infinitum. Ang mga malalakas na pakikipag-ugnayan ay nagpapakita ng kanilang mga sarili sa loob lamang ng laki ng nucleus ~10–13 cm, at mahinang mga pakikipag-ugnayan - sa mga distansyang ilang beses na mas maliit kaysa sa laki ng nuclei.
Iba ang relatibong lakas ng mga pakikipag-ugnayan. Kung ang malakas na pakikipag-ugnayan ay kinuha bilang pagkakaisa, kung gayon ang pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay magiging 10 2 beses na mas kaunti, ang mahina - 10 10 , at ang gravitational - 10 38 beses na mas mababa kaysa sa malakas na pakikipag-ugnayan.
At kahit na ang lakas ng mga pakikipag-ugnayan ay makabuluhang naiiba, wala sa mga ito ang maaaring pabayaan. Ang bawat pakikipag-ugnayan ay maaaring magkaroon ng mapagpasyang impluwensya sa mga proseso sa isang partikular na kaso. Kahit na ang gayong pakikipag-ugnayan bilang gravitational, sa kabila ng maliwanag na liit nito (10 38 beses na mas mababa kaysa sa malakas na pakikipag-ugnayan) ay gumaganap, halimbawa, isang nangingibabaw na papel sa mga proseso ng cosmic order, kung saan may mga bagay na may malaking masa at malalaking spatial na kaliskis ng phenomena.
Sa ikalawang kalahati ng XX siglo. isinagawa ang masinsinang gawain sa posibleng pag-iisa ng electromagnetic, mahina at malakas na pakikipag-ugnayan.
Sa ngayon S. Weinberg, S. Glashow At A. Salamu nagawang lumikha ng pinag-isang teorya electroweak na pakikipag-ugnayan. Alinsunod sa teoryang ito, ang mga particle ay may pananagutan para sa electroweak na pakikipag-ugnayan - quanta ng electroweak field - boson W~ at Z0. Di-nagtagal, natuklasang eksperimento ang gayong mga particle. C. Rubbia At S. van der Meer.
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang malakas na pangunahing puwersa ay responsable para sa pagbubuklod ng mga particle sa nucleus, at samakatuwid ay madalas na tinutukoy bilang nuklear. Sa una, ang pakikipag-ugnayan na ito ay pinag-aralan sa balangkas ng quantum mesodynamics. Ang siyentipikong Hapones na si X Yukawa isulong ang ideya na ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga nucleon (proton at neutron) sa atomic nuclei ay dahil sa mga espesyal na particle - nuclear field quanta, na tinatawag na mesons. Kasunod nito, natuklasan ang mga naturang particle at natanggap ang pangalang π
- meson.
Ang susunod na yugto sa pagbuo ng teorya ng malakas na pakikipag-ugnayan ay ang paglikha quantum chromodynamics. Ang pangangailangan na lumikha ng isang bagong teorya ay ipinaliwanag ng mga sumusunod: nang maglaon ay natagpuan na ang mga indibidwal na yunit ng nucleus - neutron at proton - mismo ay binubuo ng mas maliliit na yunit - quark, kaya ang pananaliksik ay lumipat sa larangan ng pag-aaral ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga quark sa mga nucleon . Ayon sa mga modernong konsepto, alinsunod sa quantum chromodynamics, ang isang malakas na pakikipag-ugnayan ay nauugnay sa pagkakaroon ng quanta ng intranucleon field ng mga gluon. Kaya, ang teorya ng malakas na pakikipag-ugnayan - quantum chromodynamics - ay naglalarawan sa pakikipag-ugnayan ng mga quark at gluon.
Ang teorya ng electroweak at malakas na pakikipag-ugnayan ay tinatawag Karaniwang modelo ng macrocosm.
Matapos malikha ang pinag-isang teorya ng mga pakikipag-ugnayan ng electroweak, lumitaw ang isang tunay na pag-asa ng pagbuo ng isang teoryang nuklear ng lahat ng tatlong anyo ng pakikipag-ugnayan ng mga elementarya na particle (ang programa ng "Great Unification").
At kamakailan lamang, lumitaw ang mga bagong ideya na bukas, marahil, malayo, ngunit totoong mga prospect para sa pag-iisa ng lahat ng kilalang apat na pakikipag-ugnayan, kabilang ang gravitational. Ang solusyon sa problemang ito ay magmarka ng isang engrandeng rebolusyong siyentipiko, na mahirap sukatin sa sukat ng lahat ng nakaraang rebolusyong siyentipiko.
Sa madaling salita, ngayon ay mayroon tayong isang napaka-produktibong programa sa pananaliksik na nagbibigay ng direksyon ng pag-unlad nito, na humahantong sa isang nakatuong paraan sa pagkakaisa ng lahat ng mga pangunahing teorya.
Kung ang naturang programa ay ipinatupad, ito ay nangangahulugan na ang kalikasan, sa huli, ay napapailalim sa pagkilos ng isang partikular na superpower na nagpapakita mismo sa ilang partikular na pakikipag-ugnayan. Ang superpower na ito ay sapat na malakas upang likhain ang ating Uniberso, bigyan ito ng enerhiya sa naaangkop na mga anyo at bagay na may isang tiyak na istraktura.
Ngunit ang superpower ay higit pa sa lakas. Sa loob nito, ang bagay, espasyo-oras at pakikipag-ugnayan ay pinagsama sa isang hindi mapaghihiwalay na maharmonya na kabuuan, na bumubuo ng gayong pagkakaisa ng Uniberso, na hindi naisip ng sinuman noon. Ang modernong agham ay naghahanap ng gayong pagkakaisa.
Ang konsepto ng pisikal na vacuum ay malapit na nauugnay sa mga konsepto ng pakikipag-ugnayan sa pisika. Ayon sa mga modernong konsepto, ang vacuum ay hindi "ganap na kawalan ng laman", ngunit isang tunay na pisikal na sistema, halimbawa, isang electromagnetic field sa isa sa mga estado nito. Bukod dito, ayon sa quantum field theory, ang lahat ng iba pang field state ay maaaring makuha mula sa vacuum state. Maaaring tukuyin ang vacuum bilang isang field na may pinakamababang enerhiya. Ang pinaka-kumplikadong pisikal na mga pagbabagong-anyo ay patuloy na nagaganap sa isang vacuum, halimbawa, isang espesyal na uri ng mga vacuum oscillations ng isang electromagnetic field, na hindi nakatakas mula dito at hindi nagpapalaganap, ngunit malinaw na ipinakita sa isang pisikal na eksperimento.
Ang malapit na aksyon ay isang representasyon ayon sa kung saan ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katawan na malayo sa isa't isa ay isinasagawa sa tulong ng isang intermediate medium (patlang) at isinasagawa sa isang may hangganan na bilis. Sa simula ng ika-18 siglo, kasabay ng teorya ng short-range action, ang kabaligtaran na teorya ng long-range action ay ipinanganak, ayon sa kung saan ang mga katawan ay kumikilos sa isa't isa nang walang mga tagapamagitan, sa pamamagitan ng isang walang laman, sa anumang distansya, at tulad. ang pakikipag-ugnayan ay isinasagawa sa napakabilis na bilis (ngunit sumusunod sa ilang mga batas). Ang isang halimbawa ng long-range action ay maaaring ituring na puwersa ng unibersal na grabitasyon sa klasikal na teorya ng grabidad ni I. Newton.
Ang M. V. Lomonosov ay itinuturing na isa sa mga tagapagtatag ng teorya ng short-range na aksyon. Si Lomonosov ay isang kalaban ng long-range na teorya, na naniniwala na ang isang katawan ay hindi maaaring kumilos kaagad sa ibang mga katawan. Naniniwala siya na ang elektrikal na pakikipag-ugnayan ay ipinapadala mula sa katawan patungo sa katawan sa pamamagitan ng isang espesyal na daluyan na "eter" na pumupuno sa lahat ng walang laman na espasyo, lalo na, ang espasyo sa pagitan ng mga particle na bumubuo sa "mabigat na bagay", ibig sabihin, sangkap. Ang mga electrical phenomena, ayon kay Lomonosov, ay dapat isaalang-alang bilang ilang mga microscopic na paggalaw na nagaganap sa eter. Ang parehong naaangkop sa magnetic phenomena.
Gayunpaman, ang mga teoretikal na ideya nina Lomonosov at L. Euler ay hindi mabuo sa panahong iyon. Matapos ang pagtuklas ng batas ni Coulomb, na sa anyo nito ay kapareho ng batas ng unibersal na grabitasyon, ganap na pinapalitan ng teorya ng long-range action ang teorya ng short-range action. At sa simula lamang ng ika-19 na siglo ay muling binuhay ni M. Faraday ang teorya ng short-range action. Ayon kay Faraday, ang mga singil sa kuryente ay hindi direktang kumikilos sa isa't isa. Ang bawat isa sa kanila ay lumilikha ng mga electric at magnetic (kung ito ay gumagalaw) na mga patlang sa nakapalibot na espasyo. Ang mga field ng isang charge ay kumikilos sa isa pa at vice versa. Ang pangkalahatang pagkilala sa teorya ng short-range na aksyon ay nagsisimula sa ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo, pagkatapos ng eksperimental na patunay ng teorya ni J. Maxwell, na pinamamahalaang magbigay sa mga ideya ni Faraday ng eksaktong dami ng anyo, kaya kinakailangan sa pisika - isang sistema ng mga equation ng electromagnetic field.
Ang isang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng teorya ng short-range na pakikipag-ugnayan at ng teorya ng long-range na pakikipag-ugnayan ay ang pagkakaroon ng pinakamataas na bilis ng pagpapalaganap ng mga pakikipag-ugnayan (mga patlang, mga particle) - ang bilis ng liwanag. Sa modernong pisika, mayroong isang malinaw na paghahati ng bagay sa mga particle-participant (o source) ng interaksyon (tinatawag na matter) at particles-carriers of interactions (tinatawag na field). Sa apat na uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan, tatlo ang nakatanggap ng maaasahang pang-eksperimentong pag-verify ng pagkakaroon ng mga particle ng carrier: malakas, mahina, at electromagnetic na pakikipag-ugnayan. Sa kasalukuyan, ang mga pagtatangka ay ginagawa upang makita ang mga carrier ng gravitational interaction - ang tinatawag na
mahabang hanay . Matapos ang pagtuklas ng batas ng unibersal na grabitasyon ni I. Newton, at pagkatapos ay ang batas ni Coulomb, na naglalarawan sa pakikipag-ugnayan ng mga de-kuryenteng sisingilin na katawan, ang tanong ay lumitaw kung bakit ang mga pisikal na katawan na may masa ay kumikilos sa isa't isa sa malalayong distansya sa pamamagitan ng walang laman na espasyo at kung bakit ang mga katawan na sinisingil. nakikipag-ugnayan sa isa't isa kahit sa pamamagitan ng mga katawan na may kuryente.neutral na kapaligiran?
Bago ang pagpapakilala ng konsepto ng "patlang", walang kasiya-siyang sagot sa tanong na ito. Sa loob ng mahabang panahon ay pinaniniwalaan na ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katawan ay maaaring direktang isagawa sa pamamagitan ng walang laman na espasyo, na hindi nakikilahok sa paglipat ng mga pakikipag-ugnayan, at ang paglipat ng pakikipag-ugnayan mula sa katawan patungo sa katawan ay ipinadala kaagad, i.e. na may walang katapusang bilis. Ang ganitong palagay ay ang kakanyahan ng konsepto ng pangmatagalang aksyon, na pinatunayan ni R. Descartes. Karamihan sa mga siyentipiko ay sumunod sa konseptong ito hanggang sa katapusan ng ika-19 na siglo.
Ang prinsipyo ng long-range action ay naitatag sa physics dahil din sa gravitational interaction ng mga macroscopic body, alinsunod sa I. Newton's law of universal gravitation, ay halos hindi napapansin - ang atraksyon ay masyadong mahina para maramdaman. Samakatuwid, mahirap kumpirmahin o pabulaanan sa eksperimentong paraan. Mga kilalang karanasan lamang G. Cavendish ay ang unang mga obserbasyon sa laboratoryo ng gravity attraction.
malapit na pakikipag-ugnayan . Sa kabaligtaran, ang mga batas ng pakikipag-ugnayan ng mga de-koryenteng sisingilin na katawan ay pinapayagan para sa posibilidad ng kanilang medyo simpleng pag-verify. Sa lalong madaling panahon ay itinatag na ang pakikipag-ugnayan ng mga singil sa kuryente ay hindi nangyayari kaagad. Ang bawat particle na may kuryente ay lumilikha ng isang electric field na kumikilos sa iba pang mga particle hindi sa parehong sandali, ngunit pagkatapos ng ilang oras.
Sa madaling salita, ang pakikipag-ugnayan ay ipinadala sa pamamagitan ng isang tagapamagitan - ang electromagnetic field, at ang bilis ng pagpapalaganap ng electromagnetic field ay katumbas ng bilis ng liwanag. Ito ang kakanyahan mga konsepto ng kalapitan.
Malapit na hanay at mahabang hanay- ito ay magkasalungat na pananaw para sa pagpapaliwanag ng interaksyon ng mga materyal na istruktura. Sa pamamagitan ng konsepto malapit na aksyon anumang pakikipag-ugnayan sa mga materyal na bagay ay maaaring mailipat lamang sa pagitan ng mga kalapit na punto sa espasyo sa isang takdang panahon. mahabang hanay nagbibigay-daan kaagad sa pagkilos sa malayo na may walang katapusang bilis, ibig sabihin, sa katunayan, sa labas ng oras at espasyo. Pagkatapos ng Newton, ang konseptong ito ay malawakang ginamit sa pisika, bagama't naunawaan niya mismo na ang mga long-range forces na ipinakilala niya (halimbawa, gravitational forces) ay isang pormal na tinatayang aparato lamang na ginagawang posible na magbigay ng isang paglalarawan ng mga naobserbahang phenomena na tama sa ilang lawak. Ang pangwakas na pag-apruba ng prinsipyo ng short-range na aksyon ay dumating sa pagbuo ng konsepto ng pisikal na larangan bilang isang materyal na daluyan. Inilalarawan ng mga field equation ang estado ng system sa isang partikular na punto sa isang partikular na oras bilang nakadepende sa estado sa pinakamalapit na nakaraang sandali sa pinakamalapit na kalapit na punto. Kung ang isang electromagnetic field ay maaaring umiral nang nakapag-iisa sa isang materyal na carrier, kung gayon ang elektrikal na pakikipag-ugnayan ay hindi maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng isang agarang pagkilos sa malayo. Samakatuwid, ang long-range action ni Newton ay nagbigay daan sa short-range action, mga field na nagpapalaganap sa espasyo sa isang may hangganang bilis. Kaya, ayon sa modernong agham, ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga istruktura ay ipinapadala sa pamamagitan ng kaukulang larangan sa isang may hangganang bilis na katumbas ng bilis ng liwanag sa vacuum.
Ang buong hanay ng mga elementarya na particle kasama ang kanilang mga pakikipag-ugnayan ay nagpapakita ng sarili nitong macroscopically sa anyo ng bagay at
mga patlang. Ang patlang, hindi katulad ng bagay, ay may mga espesyal na katangian. Ang pisikal na realidad ng electromagnetic field ay makikita kahit man lang mula sa katotohanang mayroong mga radio wave. Ang pinagmumulan ng electromagnetic field ay gumagalaw ng mga sisingilin na particle. Ang pakikipag-ugnayan ng mga singil ay nangyayari ayon sa scheme: particle - field - particle. Ang patlang ay ang carrier ng pakikipag-ugnayan. Sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon, ang field ay maaaring "makawala" mula sa mga pinagmumulan nito at malayang magpalaganap sa kalawakan. Ang nasabing field ay may wave character.
Paano ka makakakuha ng impormasyon tungkol sa estado ng bagay sa mga bituin? Ang mga proseso ng atomic na nagaganap sa mga panlabas na shell ng mga bituin ay sinamahan ng paglabas ng mga electromagnetic wave. Ang isa sa mga prosesong ito ay ang paggulo ng mga atomo, na humahantong sa paglabas ng isang bilang ng mga katangian na "mga bahagi" ng electromagnetic field energy (spectrum). Ang bawat elemento ng kemikal ay may sariling natatanging radiation spectrum. Sa pamamagitan ng pagsusuri, halimbawa, ang sikat ng araw (ang ilaw ay electromagnetic radiation) gamit ang mga optical na instrumento, posibleng matukoy ang komposisyon ng kemikal at porsyento ng mga elemento sa mga panlabas na shell ng Araw.
Sa modernong natural-science na larawan ng mundo, ang substance at field ay binubuo ng elementarya na mga particle, at ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, na magkaparehong nagbabago. Sa antas ng elementarya na mga particle mayroong interconversion ng field at matter. Kaya, ang mga photon ay maaaring maging mga pares ng electron-positron, at ang mga pares na ito ay nalipol (nalipol) sa proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagbuo ng mga photon. Bukod dito, ang vacuum ay binubuo din ng mga particle (virtual particle) na nakikipag-ugnayan sa isa't isa at sa mga ordinaryong particle. Kaya, ang mga hangganan sa pagitan ng matter at field at maging sa pagitan ng vacuum, sa isang banda, at matter at field, sa kabilang banda, ay talagang nawawala. Sa isang pangunahing antas, ang lahat ng mga facet sa kalikasan ay talagang may kondisyon. Sa modernong natural-scientific na larawan ng mundo, ang matter at field ay interconvert. Samakatuwid, sa kasalukuyan
oras, patuloy na mga pagtatangka ay ginagawa upang lumikha ng isang pinag-isang teorya ng lahat ng uri ng mga pakikipag-ugnayan.
Sa pagkakaroon ng ilang mga patlang, upang matukoy ang nagresultang pakikipag-ugnayan, mag-apply prinsipyo ng superposisyon. Ginagawang posible ng prinsipyo ng superposisyon sa natural na agham na makuha ang resultang epekto mula sa superimposition (superposisyon) ng ilang independiyenteng interaksyon bilang kabuuan ng mga epekto na dulot ng bawat interaksyon nang hiwalay. Ito ay wasto para sa mga sistemang inilarawan ng mga linear na equation. Ang prinsipyo ng superposisyon ay malawakang ginagamit sa mechanics, theory of oscillations at the wave theory of physical fields. Sa quantum mechanics, ang prinsipyo ng superposition ay tumutukoy sa mga function ng wave. Ayon dito, kung ang isang pisikal na sistema ay maaaring nasa mga estado na inilarawan ng dalawa o higit pang mga pag-andar, kung gayon ang sistema ay maaari ding nasa isang estado na inilalarawan ng anumang linear na kumbinasyon ng mga pag-andar na ito.
17. Ang konsepto ng interaksyon. Ang konsepto ng long range at short range.
Sa ilalim pakikipag-ugnayan sa isang mas makitid na kahulugan, naiintindihan nila ang mga ganitong proseso kung saan sa pagitan ng mga nag-uugnay na istruktura at sistema ay mayroong pagpapalitan ng quanta ng ilang partikular na larangan, enerhiya, at kung minsan ay impormasyon.
Sa kasalukuyan, karaniwang tinatanggap na ang anumang mga pakikipag-ugnayan ng anumang mga bagay ay maaaring bawasan sa isang limitadong klase ng apat na pangunahing uri ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan: malakas, electromagnetic, mahina at gravitational. Ang intensity ng pakikipag-ugnayan ay karaniwang nailalarawan sa tinatawag na constant na pakikipag-ugnayan, na isang walang sukat na parameter na tumutukoy sa posibilidad ng mga proseso dahil sa ganitong uri ng pakikipag-ugnayan. Ang ratio ng mga halaga ng mga constant ay nagbibigay ng kamag-anak na intensity ng kaukulang mga pakikipag-ugnayan.
Mga konsepto ng long range at short range.
Malapit na hanay at mahabang hanay- ito ay magkasalungat na pananaw para sa pagpapaliwanag ng interaksyon ng mga materyal na istruktura. Sa pamamagitan ng konsepto maikling hanay anumang pakikipag-ugnayan sa mga materyal na bagay ay maaaring mailipat lamang sa pagitan ng mga kalapit na punto sa espasyo sa isang takdang panahon. mahabang hanay nagbibigay-daan kaagad sa pagkilos sa malayo na may walang katapusang bilis, ibig sabihin, sa katunayan, sa labas ng oras at espasyo. Pagkatapos ng Newton, ang konseptong ito ay malawakang ginamit sa pisika, bagama't naunawaan niya mismo na ang mga long-range forces na ipinakilala niya (halimbawa, gravitational forces) ay isang pormal na tinatayang aparato lamang na ginagawang posible na magbigay ng isang paglalarawan ng mga naobserbahang phenomena na tama sa ilang lawak. Ang pangwakas na pag-apruba ng prinsipyo ng short-range na aksyon ay dumating sa pagbuo ng konsepto ng pisikal na larangan bilang isang materyal na daluyan. Inilalarawan ng mga field equation ang estado ng system sa isang partikular na punto sa isang partikular na oras bilang nakadepende sa estado sa pinakamalapit na nakaraang sandali sa pinakamalapit na kalapit na punto. Kung ang isang electromagnetic field ay maaaring umiral nang nakapag-iisa sa isang materyal na carrier, kung gayon ang elektrikal na pakikipag-ugnayan ay hindi maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng isang agarang pagkilos sa malayo. Samakatuwid, ang long-range action ni Newton ay nagbigay daan sa short-range action, mga field na nagpapalaganap sa espasyo sa isang may hangganang bilis. Kaya, ayon sa modernong agham, ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga istruktura ay ipinapadala sa pamamagitan ng kaukulang larangan sa isang may hangganang bilis na katumbas ng bilis ng liwanag sa vacuum.
18. Mga katangian ng mga pangunahing uri ng pakikipag-ugnayan (gravitational, electromagnetic, malakas at mahina).
1. Pakikipag-ugnayan ng gravitational ay unibersal, ngunit hindi ito isinasaalang-alang sa microcosm, dahil ito ang pinakamahina sa lahat ng mga pakikipag-ugnayan at nagpapakita lamang ng sarili sa pagkakaroon ng sapat na malalaking masa. Ang saklaw nito ay hindi limitado, ang oras ay hindi rin limitado. Ang exchange nature ng gravitational interaction ay pinag-uusapan pa rin, dahil ang hypothetical fundamental particle - ang graviton - ay hindi pa natuklasan.
(I. Newton) - ang pinakamahina na pakikipag-ugnayan.
2. Pakikipag-ugnayan ng electromagnetic: pare-pareho ng pagkakasunud-sunod ng 10 -2, radius ng pakikipag-ugnayan ay hindi limitado, oras ng pakikipag-ugnayan t ~ 10 -20 s. Ito ay natanto sa pagitan ng lahat ng sisingilin na mga particle. Ang carrier particle ay isang photon (γ-quantum).
(Palawit).
3. Mahinang pakikipag-ugnayan ay nauugnay sa lahat ng uri ng β-decay; ito ay responsable para sa maraming pagkabulok ng elementarya na mga particle at ang pakikipag-ugnayan ng mga neutrino sa bagay. Ang patuloy na pakikipag-ugnayan ay humigit-kumulang 10 -13 , t ~ 10 -10 s. Ang interaksyon na ito, tulad ng malakas, ay short-range: ang radius ng interaksyon ay r~10 -18 m. Ang mga particle ng carrier ay isang intermediate vector boson: W + , W - , Z 0 .(Fermi).
4. Malakas na pakikipag-ugnayan tinitiyak ang pagbubuklod ng mga nucleon sa nucleus. Ang patuloy na pakikipag-ugnayan ay kinuha katumbas ng 1, ang radius ng pagkilos ay tungkol sa 10 -15 m, ang oras ng daloy ay t ~ 10 -23 s. Ang malakas na pakikipag-ugnayan ay isinasagawa sa pagitan ng mga quark - mga particle na bumubuo sa mga proton at neutron - sa tulong ng tinatawag na. mga gluon. (Yukawa).
