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广西快3基本走试图:宇宙中的四種基本作用力

2005-12-17 00:00:00   來源:   關注:

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宇宙中的四種基本作用力

忻州一中    閆俊仁

根據現代科學研究的成果,迄今為止人們按力的基本性質,把各種形式的力歸納為四種基本力,即萬有引力、電磁力、弱力、強力。其中萬有引力和電磁力廣泛地存在于宏觀、微觀現象中,而弱力和強力則僅僅存在于比原子核更深層的微觀領域中,物理學中一切現象和一切相互作用,都是這四種基本力的結果。

在四種基本力中,萬有引力是最弱的力,它是物質間普遍存在的一種力,牛頓于17世紀用萬有引力定律描述這種作用。引力在單個原子中,比電磁力要弱幾萬萬億倍,由于引力作用的強度很弱,它在我們身體里被忽略,但我們身體都能感覺到地球的引力。在微觀世界中通??梢圓豢悸?,但是如果物體的質量很大,萬有引力就顯示出來,在宇宙中幾乎對它沒有限制,它將會以多勝少,最終統治宇宙,因此在電中性的天體和宇宙等宏觀領域,萬有引力常常起決定作用。地球有顆衛星——月亮,它的引力給不斷自轉的地球減速,在以往40多億年里,月球至少使地球自轉速度減慢一半,這給今天人類帶來好處,因為地球過快的旋轉所引發太多的地震、火山和狂風都會給人類帶來災害。

構成我們生命的主要是電磁力,強力和弱力被封閉著,人們舉起重物時,就是肌肉中電磁力與地球引力作抗衡,人們很多的鍛煉方法,就是利用地球引力來增長我們肌肉中電磁力的能量。帶電粒子間的相互作用,就是通過電磁場傳遞,通常所說分子間作用力、摩擦力、彈力等,實質上都是電磁力的表現,電磁力是目前人們研究得最多、認識最為深刻、應用也非常廣泛的一種力。電磁力是一種非常溫和而美好的力,它天生就有正和負,永遠不會過分,所謂陰陽生萬物,因此它構成宇宙中最豐富的演化,包括生命。

弱力能使中子衰變為質子,并釋放出β射線,人們對于弱力研究開始于β衰變現象的研究,電磁力比弱力強度大1000倍,弱力的作用范圍很短,它只發生在比原子核更深層的微觀世界中,主要存在于基本粒子的衰變過程中。

我們知道原子是由原子核和繞核高速運動的電子組成,原子核中的質子都帶正電,它們相互排斥,顯然,這種斥力不能使原子核構成一個穩定系統,要使它們能結合在一起,成為穩定的系統,必須有一種力,這就是在核子之間存在著一種更強的相互吸引的強力,它存在強子(質子、中子、π介子等)中,這種力只在原子核直徑范圍起作用,超過這個范圍,強力作用就很快減小而接近零。

從宏觀的宇宙天體到微觀的基本粒子,存在著這四種基本力,如果以引力為1,那么這四種力相對強度之比為

引力∶弱力∶電磁力∶強力 = 1103010371040

按照它們作用距離的長短,萬有引力和電磁力為“遠程力”,它們的作用范圍是無限遠,廣泛地表現在宏觀與微觀現象中。弱力的作用范圍是1016m,強力作用范圍1015m,這兩種力為“短程力”,在原子半徑1010m的數量級范圍,弱力和強力是不起作用的。在宇宙中天體之間作用是萬有引力,而基本粒子很輕,引力作用特別小,我們只認為在基本粒子之間只有后三種力。

我們的宇宙星光燦爛,其中蘊藏著物質運動的偉大力量,而物質中蘊藏著這四種基本力,它們卻決定著宇宙的一切。宇宙中的超新星的質量很大,一些大的超新星爆炸之后,將會產生引力的奇?!詼?,巨大的引力把物質化為無形,把電子壓入質子中去,于是質子全變成中子,而中子之間沒有電磁力的排斥,原子核可以相互緊緊挨在一起,這就形成最致密的物質——中子星,它1立方厘米的質量達1億噸。巨大的引力連光都被它吸到表面。如果把地球壓縮成一個核桃就是黑洞。黑洞的存在已經被證實,而超新星是宇宙中這四種力配合的杰作。

 

 

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