Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Взаимодействие (в физике)

Взаимодействие (далее В) в физике, воздействие тел или частиц друг на друга, приводящее к изменению состояния их движения. В механике Ньютона взаимное действие тел друг на друга количественно характеризуется силой. Более общей характеристикой В (в физике) является потенциальная энергия. Первоначально в физике утвердилось представление о том, что В (в физике) между телами может осуществляться непосредственно через пустое пространство, которое не принимает никакого участия в передаче В (в физике); при этом передача В (в физике) происходит мгновенно. Так, считалось, что перемещение Земли должно сразу же приводить к изменению силы тяготения, действующей на Луну. В этом состояла так называемая концепция дальнодействия. Однако эти представления были оставлены, как не соответствующие действительности после открытия и исследования электромагнитного поля. Было доказано, что В (в физике) электрически заряженных тел осуществляется не мгновенно и перемещение одной заряженной частицы приводит к изменению сил, действующих на др. частицы, не в тот же момент, а лишь спустя конечное время. В пространстве между частицами происходит некоторый процесс, который распространяется с конечной скоростью. Соответственно имеется "посредник", осуществляющий В (в физике) между заряженными частицами. Этот посредник был назван электромагнитным полем. Каждая электрически заряженная частица создает электромагнитное поле, действующее на другие частицы. Скорость распространения электромагнитного поля равна скорости света в пустоте: ~ 300 000 км/сек. Возникла новая концепция — концепция близкодействия, которая затем была распространена и на любые другие В (в физике) Согласно этой концепции, В (в физике) между телами осуществляются посредством тех или иных полей, непрерывно распределенных в пространстве. Так, всемирное тяготение осуществляется гравитационным полем.

  После появления квантовой теории поля представление о В (в физике) существенно изменилось. Согласно этой теории, любое поле состоит из частиц — квантов этого поля. Каждому полю соответствуют свои частицы. Например, квантами электромагнитного поля являются фотоны. Заряженные частицы непрерывно испускают и поглощают фотоны, которые и образуют окружающее их электромагнитное поле. Электромагнитное В (в физике) в квантовой теории поля является результатом обмена частиц фотонами, т. е. фотоны являются переносчиками этого В (в физике) Аналогично, другие виды В (в физике) возникают в результате обмена частиц квантами соответствующих полей (см. Квантовая теория поля).

  Несмотря на разнообразие воздействий тел друг на друга (зависящих от В (в физике) слагающих их элементарных частиц), в природе по современным данным имеется лишь четыре типа фундаментальных В (в физике) Это (в порядке возрастания интенсивности В (в физике)): гравитационные В (в физике) (см. Тяготение), слабые взаимодействия (отвечающие за распады элементарных частиц), электромагнитные взаимодействия, сильные взаимодействия (обеспечивающие, в частности, связь частиц в ядрах: ядерные силы возникают благодаря тому, что протоны и нейтроны обмениваются частицами ядерного поля — пи-мезонами). Интенсивности В (в физике) определяются так называемыми константами связи (в частности, для электромагнитных В (в физике) константой связи является электрический заряд).

  Современная квантовая теория электромагнитных В (в физике) превосходно описывает все известные электромагнитные явления. Количественная теория сильных и слабых В (в физике) пока не построена. В обычных гравитационных В (в физике) тел квантовые эффекты считаются несущественными.

  Кроме перечисленных силовых В (в физике), в системах, состоящих из одинаковых частиц (которые, согласно одному из принципов квантовой механики — тождественности принципу, являются неразличимыми), появляются специфические несиловые В (в физике), не зависящие от констант связи. Так, частицы с полуцелым спином испытывают эффективное отталкивание (в соответствии с Паули принципом), а частицы с целым спином, напротив, — эффективное притяжение (см. Статистическая физика, раздел Квантовая статистика). Эти несиловые В (в физике) могут также приводить к изменению силовых В (в физике) между частицами (см. Обменное взаимодействие).

  Лит.: Григорьев В (в физике) И., Мякишев Г. Я., Силы в природе, 3 изд., М., 1969.

  Г. Я. Мякишев


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 29.03.2024 12:42:23