Oddziaływania fundamentalne

advertisement
Oddziaływania fundamentalne
Zgodnie z obecnym stanem wiedzy uważa się, że wszystkie siły występujące w przyrodzie są
przejawem czterech podstawowych rodzajów oddziaływań, a mianowicie oddziaływania
grawitacyjnego, elektromagnetycznego, silnego (jądrowego) oraz słabego (tabela).
Oddziaływanie
fundamentalne
grawitacyjne
elektromagnetyczne
silne (jądrowe)
słabe
Nośniki
Względne natężenie
Zasięg
10 39
daleki
grawiton ?
7  10 3
daleki
foton
1
bliski (10-15 m)
gluony
10 5 ?
bliski (10-18 m)
W+, W- i Z0
(bozony pośredniczące)
Względne natężenie poszczególnych oddziaływań oblicza się za pomocą bezwymiarowych stałych sprzężenia,
zależnych od wielkości charakteryzujących dane oddziaływanie np. G lub oraz stałych uniwersalnych:  , c, mp. Np.
dla oddziaływania grawitacyjnego stała sprzężenia wynosi Gm2p /(c) a więc około 10-39.
Oddziaływanie grawitacyjne jest tak słabe, że w mikroświecie nie odgrywa żadnej roli. Możemy je
obserwować jedynie dlatego, że w świecie ciał makroskopowych mamy zawsze niemal idealne
równoważenie się ładunków dodatnich i ujemnych. Odgrywa ono decydującą rolę w ruchach planet, gwiazd
i galaktyk, a także w powszechnie znanych zjawiskach ziemskich takich jak np. spadek swobodny ze stałym
przyspieszeniem. Oddziaływanie to można opisać dość dobrze za pomocą prawa powszechnego ciążenia
sformułowanego przez Newtona. Współczesną teorią oddziaływania grawitacyjnego jest ogólna teoria
względności Einsteina.
Oddziaływanie elektromagnetyczne odpowiedzialne jest za wiązanie jąder atomowych i elektronów w trwałe
układy (atomy, cząsteczki, kryształy itp.). Leży również u podstaw wszystkich procesów chemicznych i
biologicznych oraz procesów emisji i absorpcji światła, fal radiowych i telewizyjnych (ogólniej
promieniowania elektromagnetycznego). Elektryczność i magnetyzm początkowo uważano za całkowicie
niezależne od siebie, aż do roku 1820, kiedy H. Ch. Oersted zauważył, że prąd elektryczny w przewodzie
wpływa na zachowanie igły magnetycznej kompasu. Wzajemny związek pomiędzy elektrycznością i
magnetyzmem został wyjaśniony przez J. Maxwella i opisany (w 1873 r.) w postaci 4 eleganckich równań,
zwanych równaniami Maxwella.
Oddziaływania silne i słabe są mniej znane z codziennego doświadczenia ze względu na swój
nieprawdopodobnie mały zasięg.
Oddziaływanie silne (jądrowe) powoduje wiązanie się nukleonów w trwałe jądra atomowe oraz jest
odpowiedzialne za niektóre reakcje jądrowe oraz reakcje pomiędzy cząstkami elementarnymi i ich rozpady.
O wielkiej sile oddziaływania jądrowego świadczą ogromne ilości energii wyzwalanej z małych ilości
materiału rozszczepialnego w elektrowniach jądrowych, lub podczas wybuchu bomby atomowej
Oddziaływanie słabe nie tworzy żadnych struktur związanych, wręcz przeciwnie - narusza trwałość układów
nukleonowych, sprawiając, że jądra atomowe podlegają spontanicznie przemianie rozpad beta)
Przykładem tego rodzaju przemiany jest rozpad neutronu: n  p  e   e . Oddziaływanie słabe leży
również u podstaw wielu innych reakcji cząstek elementarnych i ich rozpadów.
1
Obecnie uważa się, że oddziaływanie elektromagnetyczne i oddziaływanie słabe są przejawem
jednego oddziaływania zwanego elektrosłabym. Prowadzone są również prace teoretyczne mające
na celu unifikację wszystkich 4 oddziaływań.
2
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Create flashcards