除了电磁力其它都是中间态
力的本质来源于运动,或动量。大小方向皆可描述,动量离心产生的向心力。
力场是一种矢量场,其中与每一点相关的矢量均可用一个力来度量。力场看不见,摸不着,但它是物理学中一个很重要的基本观念,常见的力场有引力场、磁力场(简称磁场)、电力场(简称电场)等。
科学家认为这四种力是力的不同表现形式,这就是统一力场
电磁力。
实质上这个宇宙中只有四种基本力(基本相互作用):强相互作用力、电磁力、弱相互作用力和引力。现在观测到的所有物理现象都可以用这四种基本相互作用来解释。
强相互作用力是作用于强子(由夸克或反夸克组成)之间的力。它能抵抗质子间的电磁力的排斥作用(同性相斥),将质子和中子牢牢聚合在一起;也将夸克绑在一起形成质子和中子等强子。它的作用范围也十分短,是第二短的作用力,只有约为10∧-15m,只能在原子核内部产生作用。强相互作用力是由胶子传递的。
弱相互作用力是引起亚原子粒子(比原子还小的粒子,如:质子、中子等)发生衰变的作用力。它的作用范围是最短的。弱相互作用力是由W及Z玻色子的交换(即发射及吸收)所引起的。只有它不会产生束缚力。“弱”是指它比相互作用力和电磁力低几个数量级。它还会使夸克变“味”,破坏宇称对称及CP对称。
电磁力是带电粒子处于电场、磁场或电磁场中受到的一种作用力。由光子为媒介传递电磁力。它将电子束缚在原子核周围形成原子。将原子结合在一起的形成了分子。也是由它将分子结合在一起形成了物体。我们拿起一个苹果,所需要的摩擦力本质上就是电磁力。
引力是具有质量的物体间的相互作用力。它是四种作用力中最弱的一种力,如此大的一个地球所产生的引力还无法将一个细绳拉断,从这就可以看出它比其他基本力要弱很多个数量级。但引力的作用范围是无穷远的。科学家们甚至能通过激光干涉引力波天文台(LIGO)观测到距离地球约13亿光年处的两个质量分别为36太阳质量与29太阳质量的黑洞并合所产生的引力波。
如果能将四种基本作用力统一起来形成“万有理论”,人类的文明将迈上一个新的台阶。
的基本力量(或基本相互作用)物理是单个粒子相互作用的方式。事实证明,在宇宙中观察到的每一次相互作用只能被四种(嗯,通常是四种--更多的是后来的)相互作用分解和描述:
重力
电磁
弱相互作用(或弱核力)
强相互作用(或强核力)
重力
在基本力中,重力的到达范围最远,但它的实际幅度最弱。
这是一种纯粹吸引人的力量,甚至可以穿过空间的“空”虚空来绘制两个群众对彼此。它让行星围绕太阳运行,月亮围绕地球运行。
万有引力是在下面描述的广义相对论,它将它定义为围绕质量物体的时空曲率。这种曲率反过来又创造了一种情况,即能量最小的路径指向质量的另一个物体。
电磁
电磁是粒子与电荷的相互作用。静止的带电粒子通过静电力在运动中,它们通过电力和磁力相互作用。
长期以来,电力和磁力被认为是不同的力,但它们最终被统一詹姆斯·克拉克·麦克斯韦1864年马克斯韦尔·舒尔勒·卡贝里诺·安德拉德方程下。在1940年代,量子电动力学与量子物理巩固了电磁学。
电磁力可能是我们世界上最普遍的力,因为它可以以合理的距离和相当大的力影响事物。
弱相互作用
弱相互作用是一种非常强大的力量,作用在原子核的尺度上。它引起β衰变等现象。它与电磁学结合为一种叫做“电弱相互作用”的单一相互作用。“弱相互作用是由W玻色子介导的(有两种类型,W+和W-玻色子)和Z玻色子。
强互动
最强的力是所谓的强相互作用,这是除其他外,保持核子(质子和中子)结合在一起的力。在氦原子例如,它足够强大,可以绑定两个质子尽管它们的正电荷会导致它们相互排斥,但它们还是在一起。
本质上,强相互作用允许称为胶子的粒子将夸克结合在一起,首先产生核子。胶子也可以与其他胶子相互作用,这给了强相互作用理论上无限的距离,尽管它的主要表现都是在亚原子水平上。
统一根本力量
许多物理学家认为,所有四种基本力实际上都是尚未发现的单一潜在(或统一)力的表现。正如电、磁和弱力统一到电弱相互作用中一样,它们致力于统一所有基本力。
电流量子机械解释这些力中的一种是粒子不直接相互作用,而是表现出调节实际相互作用的虚拟粒子。除了重力之外,所有的力都被整合到相互作用的“标准模型”中。
将重力与其他三种基本力统一起来的努力叫做量子引力.它假设虚拟粒子的存在被称为引力子,它将是重力相互作用的中介元素。到目前为止,重力子还没有被探测到,也没有成功或普遍采用量子重力理论。
万有引力。由引力子传递,与质量成正比,距离成反比。
电磁力:电荷(磁级)正负相同为排斥力,相反为吸引力。
弱力:造成β衰变一类的衰变的力。
强力:是夸克之间的吸引力,由胶子传递。
中学主要学的是万有引力和电磁力,这两种力在日常生活中常见,利用的也最多。