Na základní přírodní síly jsou to ty, které zjevně nelze popsat více základní pojmy a jsou spojeny s interakcemi přítomnými ve všech věcech. Existují čtyři typy základních sil:
- gravitační;
- elektromagnetické;
- silný;
- slabý.
Každý z těchto typů síly působí na jeden nebo více typů částic a je zprostředkován různými bosony. Níže se podívejte na podrobnosti o každém z těchto typů interakcí.
gravitační síla
Energie gravitační je pouze atraktivní a působí mezi všemi částicemi, které mají hmotnost (fermiony), ale je to víceslabývšech přírodních sil, být prakticky nevýrazný na atomové a molekulární úrovni. Navzdory své malé intenzitě ve srovnání s jinými základními silami má největší rozsah (sahá až do nekonečna) mezi všemi základními silami a je zodpovědný za formování planet, planetárních systémů, hvězd a dokonce galaxie.
Je to síla, která „klesá“ s inverzní funkcí k druhé mocnině vzdálenosti. Jednou z výzev dnešní fyziky je začlenit gravitační sílu do Kvantová mechanika. V této souvislosti existují teorie, které tvrdí, že gravitační síla je zprostředkována celočíselným spinovým bosonem zvaným graviton. V současné době je gravitační síla vysvětlena z teorie obecné relativity z
Albert Einstein, který tvrdí, že velké hmoty jsou schopné narušit geometrii časoprostoru. Vlastností odpovědnou za intenzitu této interakce je hmotnost těl.elektromagnetická síla
elektromagnetická síla může být odpudivý i atraktivní, s ohledem na znaménko interagujících zátěží. Působí mezi nabitými částicemi (například protony a elektrony) a zahrnuje elektrostatickou sílu popsanou v Coulombův zákona magnetická síla, pro pohybující se částice. Ve srovnání s gravitační silou je mnohem intenzivnější a působí také na velké vzdálenosti (rozšiřuje se také do nekonečna), nicméně síla výsledný elektrický na makroskopických úrovních má tendenci být nulový, kvůli neutrality hmoty, "ztrácí" tímto způsobem na interakci gravitační.
Elektromagnetická síla je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti, stejně jako gravitační síla, a je zprostředkována bosony zvanými fotony, který je také zodpovědný za tvorbu elektromagnetických polí. Vlastností, která měří sílu této síly, je elektrický náboj
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
silná síla
Zvláštní název této interakce je způsoben její velkou intenzitou: je zodpovědný za udržování atomových jader pohromaděnavzdory velké elektrostatické odpudivé síle mezi protony. Je to síla krátkého dosahu, asi 10-15 m. Atomová jádra mnohem větší než tato bývají nestabilní, protože v tomto případě převládá elektrostatická síla.
Je to nejsilnější ze všech interakcí v přírodě a je zprostředkována bosony zvanými gluony. Kromě toho hadronynapříklad protony a neutrony jsou tvořeny trojicemi kvarků, které jsou udržovány výlučně působením silné síly zprostředkované bosony zvanými gluony. Silná síla nepůsobí mezi leptony (elektrony, neutrina, miony, tauony), protože nemají vlastnost definující sílu silné síly: barevný náboj.
slabá síla
Slabá interakce působí mezi dvěma typy fermionů: leptony a kvarky. Je to síla odpovědná za radioaktivní rozpad, provádějící transformaci jednoho typu kvarku na jiný prostřednictvím emise elektronů nebo pozitrony (antihmota odpovídající elektronu). Je asi milionkrát slabší než silná síla a jeho dosah je ještě menší, pouhých 10-18 m. Tato interakce je zprostředkována intermediárními vektorovými bosony W+, Ž- a Z.
Teorie fyziky, která spojuje interakce přírody, jakož i jejích zprostředkujících a interagujících částic, je standardní model částicové fyziky. Následující obrázek ukazuje 17 základních částic:
Autor: Rafael Hellerbrock
Vystudoval fyziku
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
HELERBROCK, Rafaeli. „Základní přírodní síly“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forcas-fundamentais-natureza.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.
