解讀大自然四種基本作用力:引力,電磁力,強力和弱力!

2021-01-19 宇宙探索
1、萬有引力

萬有引力是任何物體之間存的相互吸引力,是四個基本相互作用中最弱的,但是同時又是作用範圍最大的(不會如電磁力一般相互抵銷)。

萬有引力是長程力,可以廣泛地作用於所有的物質。由於其廣泛的作用範圍,當物質質量為極大,物質有關的屬性以及與物質的帶電量有時可以相對地忽略。

萬有引力的計算公式

萬有引力在宇宙的形成和天體的系統中起著決定性的作用,如太陽系、銀河系的形成靠的就是萬有引力。

太陽系

2、電磁力

電磁力是兩個帶電粒子或物體之間的相互作用力,兩個相互運動的電荷之間存磁力。

世上大部分物質都具有電磁力,而磁與電是電磁力的其中一種表現模式。例如電荷異性相吸、同性相斥的特性是其中之一。電磁力和萬有引力一樣,其作用影響範圍是無限大的。

電磁力

3、強力

一般指強相互作用力,強力,又稱為強核力,所有存在宇宙中的物體都是由原子構成,而原子核是由中子和質子組成。中子沒有電荷,而質子則帶正電荷;但需要牽引力把它們結合在一起,而強相互作用就是這種「牽引力」。

最早認識到的質子、中子間的核力屬於強相互作用力,是質子、中子結合成原子核的作用力,後來進一步認識到強子是由夸克構成的,強相互作用力是夸克之間的相互作用力。強相互作用力最強,也是一種短程力,核子間的距離太大時,強力很快下降消失。


4、弱力

一般指弱相互作用力,簡稱弱力。弱力的作用距離比強力更短,作用力的強度也比強力小得多,是四種基本力中第二弱的、作用距離第一短的一種力。它只作用於電子、夸克層子、中微子(杜真子)等費米子,並制約著放射性現象。比如β衰變中放出電子和中微子,電子和中微子之間只有弱力作用。

弱力,或弱核力,可以說是核能另一種來源,主要是核子產生之天然輻射,四種相互作用中,弱相互作用只比引力強一點。

大型強子對撞機中希格斯玻色子產生時的景象

物理學者希望能藉由單獨一種物理理論來合理解釋電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用導致的物理現象。大統一理論算是物理界邁向萬有理論的踏腳石。請注意,大統一理論並不包括萬有引力,試圖也將引力統一的理論稱為萬有理論。


相關焦點

  • 宇宙存在的規則——萬有引力、電磁力、弱力和強力四種基本力
    萬有引力、電磁力、弱力和強力,這四種力構成了宇宙的基本形態和發展,宇宙的千變萬化是由這四種力操縱的。偉大的的麥克斯韋實現了電力和磁力的統一,實現了一次科學大飛躍。電力和磁力統稱電磁力:運動的電荷相互間除了有電力作用外,還有磁力的相互作用,光子是傳遞電磁力的媒介。磁力實際上是電力的一種表現。我們生活中遇到的大部分力是電磁力的表現,比如沙發的彈力。
  • 四種基本力量電磁力,強力,弱力,引力
    四種基本力量:電磁力,強力,弱力,引力。而愛因斯坦認為,最基本的力量可以用經典力學來描述,即所謂的經典場。而量子力學的基本問題是否與經典力學完全相同?因此量子力學的矛盾在於根本沒有給出電子能量和運動速度之間直接的一一對應關係。問題又回到經典力學上了。實際上,量子力學的一些基本原理,比如共動量、不變原理等是歐拉引入了能量子。後來庫恩擴展了能量子,不共動量出現在量子場論。為什麼電力是量子的?
  • 基本作用力有:引力、電磁力,你還知道什麼「力」?
    在愛因斯坦的時代,物理學家們發現,宇宙中一切運動的物理現象,究其根本只有兩種力在起著作用——引力和電磁力。不論是什麼樣的運動狀態的改變,研究到最後,發現歸根結底是引力和電磁力的作用。在引力方面,我們先有牛頓的萬有引力公式,後有廣義相對論修正了的引力公式來描述;在電磁力方面,我們有優美的麥克斯韋電磁方程組來描述。
  • 萬有引力和引力有什麼不同?四種基本性質力中電磁力最多
    從高中物理開篇,我們都聽過四大基本力:萬有引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力,今天我們來看看都有哪些常見的這種力。一、電磁力平時最常見的彈力,是四大基本力中的電磁力的宏觀表現。本質是接觸面之間大量分子在外力做功下偏離電磁場基態,電磁場被激發而儲存的額外能量就是彈性勢能。相鄰原子或分子之間作用力也屬於電磁力。
  • 四種基本力中引力是最弱的,為何還能坍縮出破壞力超強的黑洞?
    引力雖然是四種基本作用力中最弱的,但是引力的作用範圍無限遠,而且可以無限疊加,這使得引力控制著宇宙中大尺度的宏觀物質運動。四種基本力在物理學中,物質間的相互作用可以解釋一切和物質有關的物理現象,目前人類一共發現了四種相互作用,或者說是基本力,它們分別是:強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用和萬有引力相互作用。
  • 自然界中四種基本力
    大自然中有四種不同的「力」,除了最廣為人知的引力和電磁力之外,還有兩種是「強力」和「弱力」,這四種目前發現的基本作用力,宇宙中已知的一切,都由它們主宰。引力相互作用作用,在宇宙的大尺度上無處不在,它是刻畫星體運動的基本規律,比如大家熟知的太陽、地球和月亮之間的關係;當然,從大的行星運行到微小的蘋果墜落,引力之存在,與生活息息相關。
  • 在四種基本作用力中最重要的是萬有引力嗎,你怎麼看?
    現在科學家們發現世界上所有的現象都離不開四種基本作用力,這四種作用力都重要,每種力都有其勢力範圍,各管一攤,缺一不可。缺了誰這個世界都會崩塌。因此這四種基本力就是撐起世界的四根頂梁柱,都至關重要,不存在哪一種更重要的問題。
  • 引力是四種基本力中最弱的,為何是它引起坍縮產生黑洞?
    ,至今為止,總共找到了4種基本相互作用力:強力、弱力、電磁力和萬有引力。強力和弱力起作用的尺度很小,只在原子核內部起作用。距離只要稍遠一點,這兩種力就會衰減得無影無蹤,因此在宏觀世界無法感受到它們的影響。電磁力跟強力和弱力一樣,在微觀世界發揮作用。但是它的作用範圍比強力、弱力稍遠一些,主要發生在原子核與電子之間。
  • 啥叫四種基本力,質子帶正電本來相斥,為啥卻粘在一起?
    先簡單說說四種基本力。自從牛頓發現了萬有引力定律,隨著科學研究的深入,發現這個世界的一切不外乎受四種力的約束,即萬有引力、電磁作用力、強力、弱力。在這四種力中,萬有引力和電磁力都是長程力,理論上可以傳播無限遠,傳播速度為光速;強力作用距離很短,約在10^-15m以內;弱力作用距離更短,在10^-17m以內,它們傳播速度小於光速。在這四種力中,引力最弱,弱力次弱,電磁力較強,強力最強。它們的強度表達為:強力10^4N,電磁力10^2N,弱力10^-2N,引力10^-34N。
  • 什麼是四種基本力,在宇宙中起到了什麼作用?
    迄今為止物理學家們已經發現了宇宙可見物質中全部的四大基本力,所有觀察到的物理現象本質上都能用四種基本相互作用力得到描述和解釋。也正因為如此,無數物理學家們渴望把四種基本力綜合到一起,成為一個完善的物理學終極理論,也就是愛因斯坦晚年致力於的「大統一理論」由於我們的宇宙是由微觀粒子構成的,因此粒子之間的萬有引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力決定了宇宙中的一切,相比其他三個基本力,引力是我們最為熟悉的,但它卻是最弱的力,日常生活中的小質量物體之間的引力作用基本忽略不計也感覺不到,但在天體運行中可以清楚的感覺到引力的存在以及帶來的影響
  • 在弦論裡面的強力和弱力的作用效果可以類比引力
    即使間隔很長的距離,相互作用效果都不會消失,它們之間依然會相互斥力和引力耦合。而無法糾纏的相互作用比較弱,考慮到時間因素一般不發生作用,因此可以認為是不相互作用的。比如強子間可以用電磁相互作用耦合,弱子間可以用相互作用引力耦合等等。
  • 如果有人統一了四種基本作用力,他會不會超越牛頓愛因斯坦?
    自然界的其中基本作用力分別是強力,弱力,電磁力和引力,基於標準粒子模型前三種作用力目前已經得到統一,而且都有自己的傳播子:強力的傳播子是膠子,電磁力的傳播子是光子,弱力的傳播子是玻色子,這三種傳播子已經被科學家們找到。不過引力的傳播子引力子一直沒有被找到,所以「引力子」的概念目前還只是一種假設!
  • 極簡說明強力和弱力
    我們這個宇宙中存在四種力,分別是,強力,弱力,電磁力和引力。電磁力好理解,你拿把尺子摩擦一下頭髮就能吸起紙屑,這就是電磁力。引力也好懂,地球圍繞著太陽轉就是靠萬有引力。強力跟弱力都是原子層面的力,我們都知道的原子由原子核和電子構成,原子核裡是質子和中子。強力就是把質子和中子拴在一起,不讓原子核散架的力,要讓質子和中子乖乖的待在那麼小的一個空間裡不嫌棄對方,一定要有一個力去克服這個排斥力,這個力就是強力。
  • 引力不是四種基本力中最弱的嗎,為什麼感覺是最重要的呢?
    四種基本力的由來牛頓之前,可沒有四種基本力這種說法,這還得回顧一下物理學小小的發展歷史。物理學從伽利略牛頓開始,最後由麥克斯韋把電學和磁學合二為一,把當時所有理論歸於一統。這就是「經典物理學」,也是物理學的黃金時代。
  • 淺談四大基本力:引力、電磁力、弱核力、強核力
    科學家曾表示粒子之間的相互作用力有四種,分別是引力,電磁力,弱核力,強核力。別看這些力都是從微觀角度出發而設立起來的,但它們的作用卻十分重要。一:引力牛頓發現的萬有引力是經典物理學的一塊基石,沒有它,我們便不會了解地球為何會繞著太陽轉。
  • 四大基本力:引力弱得離譜,弱相互作用力是太陽發光的關鍵
    自然界中總共有四種基本力,分別是:強相互作用力、弱相互作用力、電磁力和引力。對於我們來講,這些力都是非常重要的,正是有了這些基本力的存在,我們所處的宇宙才得以有條不紊的運行。今天我們就來科普一下方面的知識,由於很多人都對弱相互作用力不是很了解,因此本文著重以通俗易懂的方式來介紹弱相互作用力。弱得離譜的引力按照從強到弱的排列,它們的順序依次是:強相互作用力、電磁力、弱相互作用力、引力,與其他三種力相比,引力顯得非常的另類-它實在是太弱了。
  • 四種作用力中引力最弱,為何能坍縮出黑洞這樣的極端天體?
    宇宙中的四大基本力在我們的生活中每做一件事,都會產生力的相互作用,例如你拿起水杯喝水的過程,在經典力學看來,你給水杯提供了一個向上的力,改變了水杯靜止的初始狀態。不過我們平時所說的推力、提升力、摩擦力並不是宇宙的基本力,而是電磁力的一種表現形式。
  • 弱力和強力,來自微觀世界的神秘力量
    上一篇文章《引力和電磁力,與人類生活密切相關的兩種力》,簡單介紹了一下引力和電磁力,下面咱們接著來介紹弱力和強力。弱力和強力是產生在微觀領域的相互作用,作用效果在微觀層面才能觀察到。兩者都屬於短程力,屬亞原子粒子間的相互作用。弱力弱力是4種基本力中第三強的力,比電磁力要弱很多,強度約相當於電磁力的十億分之一。弱力的作用距離比強力短,作用範圍大約在10^-18米之內,是4種基本力中作用距離最短的力。
  • 物理學中四種基本作用力的反思
    ●  在地球上,慣性明顯的原因是由於地球的內部存在強磁場,因此具有速度的物體具有慣性,也可以叫做物體受到磁場的作用●  慣性是一種屬性,不屬於作用力●  物體只有在作用力下,屬性才會發生變化>的●  如果採用一個絕對坐標系看,地球上所有的一切都是具有速度的 摩擦力●  物理學中有四種基本作用力,●  電磁力●  引力●  強相互作用●  弱相互作用●  其中弱相互作用和強相互作用屬於微觀力
  • 你了解自然界的四種基本力嗎?主宰宇宙中發生的一切
    儘管看上去花樣繁多,但我們日常經歷的所有力都可以歸結成四種基本力:引力、弱力、電磁力、以及強核力。這些便是自然界的四種基本作用力,宇宙中發生的一切都由它們主宰。雖然引力能夠將行星、恆星、太陽系、甚至星系維繫在一起,但它實際上是最弱的一種基本力,在分子和原子尺度上尤其微弱。你可以這樣理解:從地上拿起一個球、或者抬起一隻腳、或者跳幾下到底有多難?這些動作都是在與整個地球的引力相對抗。在分子和原子尺度上,相比其它幾種基本力,引力的影響可以說微乎其微。