Частицы-переносчики – это бозонные частицы. Их называют виртуальными, т.к. их нельзя зарегистрировать (исключение – фотон).
Типы взаимодействий:
Ø Если частица-переносчик имеет массу, то взаимодействие осуществляется только на близком расстоянии. Это может быть:
Сильное взаимодействие (если Rдействия < 10-13 см) – связывает кварки в нуклонах; протоны и нейтроны в ядрах атомов.
Переносчик: глюон («клей»).
Слабое взаимодействие (если Rдействия ~ 10-15 – 10-22 см) – обеспечивает превращение или распад частиц - лептонов или кварков (поэтому многие частицы – короткоживущие).
Переносчик – векторный бозон.
Ø Если частица-переносчик взаимодействия не имеет массы, физическое взаимодействие может осуществляться на большом расстоянии. Это
Электромагнитное взаимодействие – взаимодействие электрически заряженных частиц (+ и -); оно в 1000 раз слабее сильного.
Переносчик – фотон.
Гравитационное взаимодействие – оно универсально – действует на любые частицы пропорционально их массе → в микромире роли не играет.
Переносчик – гравитон (несмотря на многочисленные попытки, обнаружить его пока не удается).
Заветная мечта всех физиков – выявить универсальность всех фундаментальных сил, т.е. объединить все физические взаимодействия. Есть попытки создать теорию «Большого объединения» - т.е. теорию, объединяющую сильное, слабое и электромагнитное взаимодействие (теория суперструн).
Значение квантовой теории:
o Стала базой для ядерной физики: без развития квантовой физики было бы невозможно создать ядерные реакторы, осуществить термоядерные реакции (водородная бомба), построить лазеры и полупроводниковые приборы.
o Благодаря квантовой механике удается понять не только процессы, протекающие в микромире, но и природу астрофизических объектов (белых карликов, нейтронных звезд, термоядерных процессов внутри звезд и др.).
o Квантовая механика – теоретическая основа современной химии (квантово-механическая модель атома позволяет объяснить и предсказать все химические процессы).
Теория относительности
В конце 19 века (Майкельсон, Морли, 1886) исследовались особенности распространения света. Оказалось, что поведение света противоречит законам классической механики.
Так, в классической механике справедлив закон сложения:
Например, тело А движется со скоростью υ в какой-то системе К΄. Эта система сама движется со скоростью υ΄ относительно другой системы – К. Тогда скорость тела А относительно системы К: υА = υ΄ + υ.
 |
Если следовать закону сложения, то скорость распространения света от фар движущегося автомобиля относительно стоящего наблюдателя: υ = υсвета + υавтомобиля.
Однако было установлено, что скорость света всегда одинакова во всех системах координат, независимо от скорости движения излучающего источника (С ≈ 300 000 км/с), и является пределом скорости в природе – т.е. не может быть скорости, превышающей скорость света. С такой скоростью всегда движутся частицы, не имеющие массы покоя (фотоны).
Для объяснения световых явлений необходимо было пересмотреть обычные пространственно-временные представления, основанные на повседневном опыте.
Объяснить несоответствие смог А. Эйнштейн в своей теории относительности.
è В основе теории - принцип относительности Галилея:
Во всех инерциальных системах отсчета движение тел происходит по одинаковым законам, т.е. между покоем и движением, если оно равномерно и прямолинейно, нет никакой разницы. Разница только в точке зрения.
Инерциальная система – это система отсчета относительно которой тело при отсутствии внешних воздействий движется равномерно и прямолинейно.
ТО состоит из двух частей – СТО и ОТО.
· Специальная теория относительности (создана в 1905 г.)
«Специальная» - т.к. рассматриваются только инерциальные системы, без учета полей тяготения.
Постулаты СТО (постулат – исходное положение, принимаемое без доказательств):