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.
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).
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.
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.
