نیروهای بنیادی: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
خط ۹۵:
{{مقاله اصلی|الکترومغناطیس}}
الکترومغناطیس نیرویی است که بین ذرات باردار الکتریکی اثر می کند. این پدیده شامل دو قسمت است:
* نیروی [[الکتریسیته ساکن]] که در بین ذرات باردار ساکن وجود دارد.
* نیرویی که حاصل اثر مرکب نیروهای الکتریسیته و مغناطیس بین ذرات باردار متحرک نسبت به یکدیگر است.
الکترومغناطیس مانند گرانش محدوده اثر [[بینهایت]] دارد ولی بسیار وسیع تر،وسیع‌تر، بنابراین در بسیاری از پدیده هاییپدیده‌هایی که روزانه تجربه میمی‌کنیم کنیم می توانمی‌توان اثر الکترومغناطیس را یافت مانند: نفوذناپذیری مواد جامد، اصطکاک،[[اصطکاک]]، [[رنگین کمان،کمان]]، [[آذرخش]] و تمام ساخته هایساخته‌های بشر که در آنهاآن‌ها از [[جریان الکتریکی]] استفاده می شودمی‌شود مانند: تلویزیون،[[تلویزیون]]، [[لیزر]] و [[رایانه]]. الکترومغناطیس به صورت بنیادی بسیاری از ویژگی هایویژگی‌های شیمیایی عناصر و هم چنین پیوندهای شیمیایی در سطح کلان (ماکروسکوپیک) و سطح اتمی را تعیین می کندمی‌کند.
<br/><br/>
برای اینکه بهتر بتوان تصور کرد که قدرت نیروی الکتریکی چقدر است از مثال زیر استفاده می کنیممی‌کنیم:
در یک [[گالن]] آب (حدود ۴ [[لیتر]])، تقریبا ۴۰۰۰ گرم [[آب]] وجود دارد، در این میزان آب مقدار بار [[الکترون]] موجود در آن به قرار زیر است:
{{چپچین}}
:<math> 4000 \ \mbox{g}\,H_2 O \cdot \frac{1 \ \mbox{mol}\,H_2 O}{18 \ \mbox{g}\,H_2 O} \cdot \frac{10 \ \mbox{mol}\,e^{-}}{1 \ \mbox{mol}\,H_2 O} \cdot \frac{96,000 \ \mbox{C}\,.}{1 \ \mbox{mol}\,e^{-}} = 2.1 \times 10^{8} C \ \,. \ </math>
{{پایان چپچین}}
حال اگر همین میزان آب را در فاصلهفاصلهٔ ۱ متری از ظرف آب مشابه قرار دهیم، اگر الکترون هایالکترون‌های موجود در آب بخواهند به یکدیگر نیرو وارد کنند این نیرو برابر خواهد بود با:
{{چپچین}}
:<math> {1 \over 4\pi\varepsilon_0}\frac{(2.1 \times 10^{8} C)^2}{(1 m)^2} = 4.1 \times 10^{26} N</math>
{{پایان چپچین}}
نیروی بدست آمده از وزن [[کره زمین]] اگر قرار بود روی سطح کره دیگری مانند زمینخودش قرار داشته باشد بیشتر است. همچنین [[هسته های]]‌های موجود در یکی از ظرفهایظرف‌های آب هسته هایهسته‌های دیگری را نیز با همین نیرو می راند؛می‌راند؛ اما این نیروهای رانشی توسط نیروی ربایشی موجود بین هسته هایهسته‌های یک ظرف و الکترونهایالکترون‌های ظرف دیگر و برعکس، بیبی‌اثر اثر می شود؛می‌شود؛ بنابراین نیروی خالص صفر خواهد بود. آشکار است که نیروی الکترومغناطیس بسیار قوی ترقوی‌تر از گرانشی است ولی به دلیل وجود این ویژگی که نیروهای الکترومغناطیسی می توانندمی‌توانند یکدیگر را خنثی کنند، در اجرام بزرگ، تنها اثر نیروی گرانش حاکم است.
<br/><br/>
پدیده هایپدیده‌های الکتریکی و آهن رباییآهن‌ربایی (مغناطیسی) از زمان باستان شناخته شده اندشده‌اند اما در قرن ۱۹ میلادی بود که دانشمندان دریافتند: ویژگی هایویژگی‌های الکتریکی و مغناطیسی دو جنبه از یک اندرکنش بنیادی اند. در سال ۱۸۶۴ [[معادلات ماکسول]] به طور دقیق اندازهاندازهٔ این اندرکنش متحد را تعیین می کرد. تئوری ماکسول نشان داد که تحلیل برداری<ref>[http://en.wikipedia.org/wiki/Vector_calculus Vector calculus]</ref> که تئوری [[الکترومغناطیس کلاسیک]] است برای بیشتر اهداف صنعتی به اندازهاندازهٔ کافی دقیق است.
<br/><br/>
[[سرعت نور|سرعت ثابت حرکت نور]] در [[خلاء|فضای خالی]] (خلاء) که به صورت اختصار با ''[[سرعت نور|c]]'' نمایش داده می شود،می‌شود، را می توانمی‌توان از معادلات ماکسول نتیجه گرفت؛ که البته این نتیجه گیرینتیجه‌گیری متناقض با نسبیت خاص نیست. تئوری [[نسبیت خاص]] [[اینشتین]] در سال ۱۹۰۵ با این فرض پیش می رودمی‌رود که سرعت نور بدون توجه به اینکه مشاهده گرمشاهده‌گر با چه سرعتی سیر می کندمی‌کند همواره ثابت است؛ همچنین اینشتین نشان داد که نتایج تئوری بدست آمده از معادلات ماکسول بسیار فراتر از خاصیت هایخاصیت‌های الکتریکی و مغناطیسی در همین فضا و زمان است.
<br/><br/>
اینشتین در کار دیگری غیر از الکترومغناطیس کلاسیک، [[اثر فوتوالکتریک]] را با این فرض که نور انتشار کوانتومی دارد توضیح داد ([[فوتون]]). [[پل دیراک]] در سال ۱۹۲۷ مکانیک کوانتوم را با تئوری نسبیتی الکترومغناطیس ادغام کرد پس از آن در دههٔ ۱۹۴۰ [[ریچارد فاینمن]]، [[فریمن دایسون]]، [[جولیان شوینگر]] و [[سین‌ایترو تومونوجا]] این تئوری را کامل کردند. این تئوری امروز با نام الکترودینامیک کوانتومی شناخته می‌شود (الکترومغناطیس بازبینی‌شده). الکترودیمامیک کوانتومی و مکانیک کوانتوم پایه تئوری برخی رفتارهای الکترومغناطیسی مانند [[تونل‌زنی کوانتومی]] است؛ به این معنی که درسدی از ذرات باردار الکتریکی در مسیری حرکت می‌کنند که در تئوری الکترومغناطیس کلاسیک غیر ممکن است، این رفتار برای عمکرد بعضی از وسایل الکترونیکی مانند [[ترانزیستور]]ها ضروری است.
 
===اندرکنش ضعیف===