Взаимодействие тел в природе – понятие и определение

Все тела в природе оказывают друг на друга влияние. Это знали и в древние времена. Но понимание этих взаимодействий на фундаментальном уровне стало доступным лишь в 20-м веке.

Взаимодействие тел в природе – понятие и определение

Классическая физика

Дадим определение взаимодействию – это воздействие тел или полей друг на друга, которое ведет к изменению их состояния. Человек, перемещая предмет, прикладывает к нему силу. При этом, согласно третьему закону Ньютона, то же действие оказывает и предмет на человека.

Взаимодействие тел в природе – понятие и определение

Рис. 1. Третий закон Ньютона.

До 20-го века ученые говорили о механическом (как в примере выше), тепловом и электромагнитном взаимодействии. Со становлением представлений о структуре материи стало ясно, что механическое и тепловое взаимодействие – суть электромагнитное, ибо молекулы, обладая магнитными и электрическими параметрами, отталкивают и притягивают друг друга. Тем не менее, это еще никак не сказалось на уравнениях физики.

Важным прорывом стало осознание того, что все тела взаимодействуют посредством силовых полей. Теория дальнодействия, правившая до конца 19-го века, утверждала, что взаимодействие передается мгновенно на любые расстояния. Но после успешного экспериментального доказательства электродинамики ученые вновь вернулись к близкодействию. Только теперь теория эфира, как среды, в которой распространяется воздействие, была отвергнута.

Современная физика

Первым переосмыслил всю предшествующую физику обычный клерк из конструкторского бюро в Швейцарии – Альберт Эйнштейн. Он предположил, что никакое взаимодействие не может распространяться быстрее скорости света (которая в свою очередь является постоянной величиной). Он же создал новую теорию гравитации, используя достижения физиков и математиков, в первую очередь Лоренца, Максвелла и Минковского. Пространство и время были объединены в одну сущность, которая и служила средой распространения влияние одних тел на другие. Это сказалось на уравнениях Ньютона, Максвелла и других (были введены поправки на случай скоростей, близких скорости света).

Взаимодействие тел в природе – понятие и определение

Рис. 2. Теория гравитации Эйнштейна.

В современной стандартной модели взаимодействие передается посредством частиц. Электромагнитное – через фотоны, гравитация – через гравитоны, и так далее. При этом все взаимодействия были поделены на три фундаментальных вида:

  • Сильные;
  • Электрослабые;
  • Гравитационные.

Они отличаются друг от друга радиусом действия и силой. Гравитационное взаимодействие распространяется на огромные расстояния, но при этом для их наблюдения необходимы тела огромных масс. Таких, например, как планеты и звезды. Поэтому экспериментальным доказательством гравитационного взаимодействия являются астрономические наблюдения.

Электрослабое и сильное взаимодействия – короткодействующие. Первое проявляется на ядерном и молекулярном уровнях, но также и на макроуровне – притяжение заряженных тел. Электрослабым взаимодействием связаны ядра и электроны, атомы, молекулы в химических соединениях. Сильное взаимодействие связывает адроны, из которых состоят протоны и нейтроны.

Взаимодействие тел в природе – понятие и определение

Рис. 3. Взаимодействие кварков.

При этом, гравитационное взаимодействие существует и на микроуровне, но его влияние ничтожно ввиду малых масс участвующих объектов. В частности, гравитация влияет и на свет (фотоны), чем и объясняется искривление световых лучей или их притяжение к черным дырам.

Что мы узнали?

В ходе урока разобрались с понятием взаимодействия тел, дали ему определение, рассмотрели его сущность на фундаментальном уровне. Коротко описали современное представление о взаимодействии тел в природе.

Предыдущая
ФизикаСтроение вещества – первоначальные сведения о структуре, атомистическая гипотеза
Следующая
ФизикаЕдиница массы – таблица связи измерений
Помогли? Поставьте оценку, пожалуйста.
Плохо
0
Хорошо
0
Супер
0
Оценить
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...
Добавить комментарий