四种基本相互作用的数量级是多少


目前物理学界公认,世界存在四种基本的相互作用:万有引力(简称引力)、电磁力、强相互作用、弱相互作用

在宏观世界里,能显示其作用的只有两种:引力和电磁力

引力是所有物体之间都存在的一种相互作用由于引力常量G很小,因此对于通常大小的物体,他们之间的引力非常微弱,在一般的物体之间存在的万有引力常被忽略不计但是,对于一个具有极大质量的天体,引力成为决定天体之间以及天体与物体之间的主要作用

电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用两个点电荷之间的相互作用规律是19世纪法国物理学家库仑发现的运动着的带电离子之间,除存在库仑静电作用力之外,还存在磁力(洛伦兹力)的相互作用引力、电磁力能在宏观世界里显示其作用这两种力是长程力,从理论上说,他们的作用范围是无限的,但是电磁力与引力相比要弱得多宏观物体之间的相互作用,除引力外,所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现

弱相互作用和强相互作用是短程力,短程力的相互作用范围在原子核尺度内强作用力只在10-15m范围内有显著作用,弱作用力的作用范围不超过10-16m这两种力只要在原子核内部核基本离子的相互作用中,才显示出来,在宏观世界里不能察觉他们的存在

四种相互作用按强弱来排列,顺序是:强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用一对质子在相距10-16m时,各种相互作用的强度为(假定此时强相互作用强度的数量级为1):

强相互作用 1

电磁相互作用 10-2

弱相互作用 10-12

引力相互作用 10-40

四种基本相互作用包括重力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用。基本相互作用为物质间最基本的相互作用,常称为自然界四力或宇宙基本力。

重力相互作用(万有引力)

简称重力或引力,是四个基本相互作用中最弱的,但是同时又是作用范围最大的(不会如电磁力一般相互抵销)。主要表现在宇观尺度:宇宙、星系团、星系、恒星系,至少是太阳系这样的大质量空间。

电磁相互作用

世上大部分物质都具有电磁力,而磁与电是电磁力的其中一种表现模式。例如电荷异性相吸、同性相斥的特性是其中之一。电磁力和重力一样,其作用影响范围是无限大的。由于大范围物质净电荷总数几乎为零,所以静电力的表现并不显著,即使存在强磁场天体,也由于磁场的闭合特性,作用范围受到了极大限制,因此只有微观尺度才显著。

弱相互作用

弱相互作用或弱核力,可以说是核能另一种来源,主要是核子产生之天然辐射,四种相互作用中,弱相互作用只比引力强一点。基本粒子之间一种特殊作用,由于比强相互作用和电磁作用的强度都弱,故有此名,其作用范围比强相互作用还要小。

强相互作用

又称为强核力,所有存在宇宙中的物体都是由原子构成,而原子核是由中子和质子组成。中子没有电荷,而质子则带正电荷;但需要牵引力把它们结合在一起,而强相互作用就是这种“牵引力”。仅仅存在于原子核内部来粘结质子,外部无任何表现。

强相互作用的理论是量子色动力学(QCD)

强相互作用是作用于强子之间的力,是所知四种宇宙间基本作用力最强的,也是作用距离最短的(大约在 10^(-15)~10^(-10) m 范围内)。核子间的核力就是强相互作用,它抵抗了质子之间的强大的电磁力,维持了原子核的稳定。现在物理学家认为强相互作用的产生与夸克、胶子有关。

强相互作用是原子核内的强子之间的作用力(强子是质子,中子还有夸克等)

弱相互作用是轻子(电子e,中微子ν,μ子以及它们的反粒子)参与的反应

宇宙的四种基本作用力是引力,电磁力,强相互作用弱相互作用

在高能情况下,电磁力,强相互作用弱相互作用已经被统一起来了。只有引力还没有被统一。

现在很时髦的弦理论,超弦理论是在尝试把四个作用力都统一起来。

最早认识到的质子、中子间的核力属于强相互作用力,是质子、中子结合成原子核的作用力,后来进一步认识到强子是由夸克构成的,强相互作用力是夸克之间的相互作用力。强相互作用力最强,也是一种短程力。其理论是量子色动力学,强作用是一种色相互作用,具有色荷的夸克所具有的相互作用,色荷通过交换8种胶子而相互作用,在能量不是非常高的情况下, 强相互作用的媒介粒子是介子。强作用具有最强的对称性,遵从的守恒定律最多。强作用引起的粒子衰变称为强衰变,强衰变粒子的平均寿命最短,为10-20~10-24s,强衰变粒子称为不稳定粒子或共振态。

基本介绍 中文名 :强相互作用力 外文名 :Strong interaction 套用学科 :物理学,动力学 适用领域范围 :物理学,力学,原子力学 适用领域范围 :量子色动力学 简介,实质, 简介 最早认识到的质子、中子间的核力属于强相互作用力,是质子、中子结合成原子核的作用力,后来进一步认识到强子是由夸克构成的,强相互作用力是夸克之间的相互作用力。 实质 强相互作用力是作用于强子之间的力,是所知四种宇宙间基本作用力(强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力、引力相互作用力)最强的,其作用范围在10 -15 m范围内。强相互作用克服了电磁力产生的强大排斥力,把质子和中子紧紧粘合为原子核。 强相互作用力比其它三种基本作用有更大的对称性。对强相互作用力本质的了解是物理学的难题。人们用强子的夸克模型和规范场的概念提出量子色动力学, 大型强子对撞机 在这个理论中,强相互作用力是组成强子的夸克之间通过一些称为胶子的规范粒子场传递作用。它被认为是有希望的强相互作用力基本理论。

看具体情况。强相互作用在两个质子之间表现为核力,是短程作用,当距离超过310^-16m时大小迅速减弱趋向于0。因此对原子核内相邻或距离与之类似的情况下的两质子,这个力是不能忽略的(能抵抗想质子之间静电斥力),但再远的情况下一般可忽略。

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