Электромагнитное взаимодействие
Электромагни́тное взаимоде́йствие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие существует между частицами, обладающими электрическим зарядом[1]. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля.
С точки зрения квантовой теории поля[2] электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Сам фотон электрическим зарядом не обладает, а значит не может непосредственно взаимодействовать с другими фотонами.
Из фундаментальных частиц в электромагнитном взаимодействии участвуют также имеющие электрический заряд частицы: кварки, электрон, мюон и Тау-лептон (из фермионов), а также заряженые калибровочные W± бозоны.
Электромагнитное взаимодействие отличается от слабого[3] и сильного[4] взаимодействия своим дальнодействующим характером — сила взаимодействия между двумя зарядами спадает только как вторая степень расстояния (см.: закон Кулона). По такому же закону спадает с расстоянием гравитационное взаимодействие. Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц намного сильнее гравитационного, и единственная причина, по которой электромагнитное взаимодействие не проявляется с большой силой на космических масштабах — электрическая нейтральность материи, то есть наличие в каждой области Вселенной с высокой степенью точности равных количеств положительных и отрицательных зарядов.
В классических (неквантовых) рамках электромагнитное взаимодействие описывается классической электродинамикой.
Содержание |
[править] Краткая сводка основных формул классической электродинамики
На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера:
![\vec{F}_A = I \cdot [\Delta \vec{l} \times \vec{B}]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/math/a/e/e/aee25a116ed4ae7af48d585be931e1f7.png)
На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца:
![\vec{F}_L = q \cdot [\vec{V} \times \vec{B}]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/math/3/4/0/340bb713f98e8719fc73d510c7d73421.png)
[править] См. также
[править] Примечания
- ↑ В том числе электромагнитное взаимодействие и между электрически нейтральными в целом частицами (то есть, когда их суммарный заряд ноль), но составные части которых обладают зарядами, так что взаимодействие не сводится к нулю, хотя и быстро убывает с расстоянием. Например, нейтрон — нейтральная частица, однако он содержит в своём составе заряженные кварки и потому участвует в электромагнитном взаимодействии (в частности, обладает ненулевым магнитным моментом).
- ↑ Раздел квантовой теории поля, описывающий электромагнитное взаимодействие носит название квантовой электродинамики. Это образцовый, наиболее хорошо разработанный и поддающийся расчёту раздел квантовой теории поля, и вообще одна из наиболее успешных и точных - в смысле экспериментального подтверждения - областей теоретической физики.
- ↑ Слабое взаимодействие быстро убывает из-за массивности его переносчика - векторного W или Z бозона.
- ↑ Сильное взаимодействие между кварками спадает с расстоянием еще гораздо медленнее, а точнее, судя по всему, его сила вообще с расстоянием не спадает; однако все известные частицы, наблюдаемые в свободном состоянии, нейтральны в отношении "сильного заряда" - цвета - так как или совсем не содержат кварков, или включают несколько кварков, сумма цветов которых ноль, поэтому в основном поле сильного взаимодействия - глюонное поле - сосредоточено между "цветными" кварками - внутри составной частицы, а его "остаточная часть", распространяющаяся вовне - очень мала и быстро спадает.
[править] Литература
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Краткий курс теоретической физики. В двух томах.. — М.: Наука, 1972. — Т. II. Квантовая механика. — 368 с.
 |
Для улучшения этой статьи желательно?:
|
|
|
|
|---|---|
|
Сильное взаимодействие · Слабое взаимодействие · Электромагнитное взаимодействие · Гравитационное взаимодействие |
