18. Фундаментальные взаимодействия в природе.

Современная физика пытается раскрыть все содержание реального мира через проявления 4 видов взаимодействий: гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого.

Гравитационное взаимодействие является универсальным и описывается фундаментальным законом всемирного тяготения. Оно передается через любые тела, для него нет преград. Сила всемирного тяготения пропорциональна массам тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Гравитация связывает все тела Вселенной.

Электромагнитное взаимодействие связано с наличием электрического и магнитного полей. Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное – при их движении. Электростатическое взаимодействие сводится либо к притяжению, либо к отталкиванию. Электромагнитное взаимодействие описывается фундаментальными законами электростатики и электродинамики.

Слабое взаимодействие существует только в микромире и было открыто при изучении явления радиоактивности. Силы слабого взаимодействия ответственны за превращение и разложение микрочастиц (например, нейтрона на протон, электрон и антинейтрино). Слабое взаимодействие значительно < всех остальных взаимодействий, кроме гравитационного. Благодаря слабым взаимодействиям происходят ядерные реакции в недрах Солнца и звезд.

Сильное взаимодействие отвечает за устойчивость ядер и действует в пределах ядра, т.е. на 10-13см. Благодаря ядерным силам ядра атомов являются очень устойчивыми системами, их трудно разрушить. С возрастанием размера ядра энергия связи уменьшается

Все взаимодействия в окружающем мире многообразны, но сводимы к 4 основным: гравитационное, электромагнитное, слабое, сильное.

19. Концепции дальнодействия и близкодействия.

После введения понятия “поле” стало возможно осознать характер электрических сил и сил тяготения, т.е. взаимодействия. Ньютон открыл закон всемирного тяготения, затем был открыт закон Кулона, описывающий взаимодействие заряженных тел. Взаимодействие между телами может осуществляться через пустое пространство. Это суть концепции дальнодействия. Максвелл, Кулон и др. физики доказали, что дальнодействие не соответствует опыту и противоречит постулату СТО о скорости света. Скорость взаимодействия не может быть > скорости света. Перемещение электрических заряженных тел происходит не мгновенно, а с конечной скоростью. Перемещение одной заряженной частицы в пространстве приводит к изменению сил, действующих на др. частицы, спустя какое-то время. Это взаимодействие осуществляется через “посредника” – электр.-магнит. поле (его скорость = скорости света). Это составляет суть концепции близкодействия, т.е. взаимодействие осуществляется через посредника.

20. Теория электромагнетизма.

С помощью единых констант она описывает электрические и магнитные явления. Существует идея выявить универсальные константы и объединить все 4 взаимодействия в одной теории. Решением этой проблемы на 1-ом этапе является вопрос: Как связать 3 взаимодействия. Этот вопрос решается на основе теории кварков, слабого и электромагнитного взаимодействия. Модели, которые описывают 3 из 4 взаимодействий, называются моделями великого объединения. Те, которые описывают все 4 взаимодействия, называются моделями супер гравитации. Сейчас сумели объединить слабое, сильное и электромагнит. взаимодействия. Но это характерно лишь на расстоянии 10-29см и с энергией Е=1014ГэВ. Теорий великого объединения несколько. Но основная идея – супер гравитация. Предполагают, что такое описание возможно на основе теории суперструн. В основе супер объединения лежит молодая теория суперструн. струна - микрочастица. среди таких микрочастиц встречаются такие частицы, которые движутся со скоростью большей скорости света. Максвелл объединил электрические и магнитные явления.