为什么会有四种力?四种力各是怎样产生的?求大神帮助

如题所述

自然界的四种力 一、强力 原子核由带正电的质子和中子组成,它们聚集在约10^15m的范围内,为什么质子正电荷之间的库仑排斥力没有使核子飞散开来呢?那是因为核子之间存在一种能压服库仑斥力的强相互作用力――强力或核力。在原子核的尺度内强力比库仑力大得多,但强力是短程力,核子间的距离大于2×10^(-15)m时,强力很快下降消失,核子间的距离在(1-2)×10^(-15)m之间,核力表现为吸引力,小于1×10^(-15)m又表现为斥力,且随距离的减小斥力迅速增大。强力对维持稳定的原子核有重大的作用。 二、弱力 在基本粒子之间还存在另一种短程相互作用力,弱力的作用距离比强力更短,作用力的强度仅力强力的10^(-13)倍。弱力在β衰变中起重要作用,β衰变中放出电子和中微子,电子和中微子之间只有弱力作用。弱力也存在其它基本粒子之间。 三、电磁力 电力是两个带电粒子或物体之间的相互作用力,两个相互运动的电荷之间存磁力。从相对论的角度看,运动是相对的,电力和磁力应是一个统一的力,一个参考系中观察的磁力与另一个参考系中的电力是相互关联的。电磁力是长程力,电磁力在原子系统中起主导作用,电磁力使原子、分子聚集成实物,是实物的支撑力。在力学中常见的拉力、压力、扭力等弹力以及摩擦力,归根结底是电磁力,因为实物力乃正负电的复合系统。在近代科学技术的发展中,科技工作者巧妙地利用电磁力,制造出何等诱人的电子产品!在所有化学和生物变化中电磁力起着关键的作用。 四、万有引力 它是任何物体之间存的相互吸引力,相比之下,对一般物体,万有引力是很微弱的。但它是长程力,在宇宙的形成和天体的系统中起着决定性的作用,如太阳系、银河系的形成靠的万有引力,宇宙论离不开引力论。 强力和弱力是短程力,电磁力和万有引力是长程力。 强力在质子、中子、原子核的形成中起作用,电磁力和弱力涉及化学元素的形成。按现代理论,这四种力都是靠物质粒子(费米子)之间交换粒子(玻色子)来实现。强力靠交换交子(夸克之间)和π介子(核子之间),电磁力靠交换光子,弱力靠交换W和Z粒子,万有引力靠交换引力子。四种力的差别列表如下: 名称 强力 电磁力 弱力 万有引力 作用距离(m) –10^(-15) ∞ –10^(-17) ∞ 相对强度 1 10^(-2) 10^(-5) 10^(-39) 作用时间(S) 10^(-23) 10^(-16)-10^(-20)10^(-10)-10^9-16) 参考粒子 强子 带电粒子 核子、电子和中微子 有质量粒子 交换粒子 胶子和π介子 光子 W和Z粒子 引力子? 宇宙源自大爆炸,四种力也是由原始的超力分化出来的。
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第1个回答  2014-07-04
大统一理论(grand unified theories,GUTs)。试图用同一组方程式描述全部粒子和力(强相互作用、弱相互作用、万有引力、电磁相互作用四种人类目前所知的所有的力)的物理性质的理论或模型的总称。这样一种尚未找到的理论有时也称为万物之理,或TOE。 这并非完全荒唐可笑的梦想,因为在统一物理学家对物质世界的描述方面已经取得了相当成就。就在19世纪中叶,电和磁还被看成是两种独立的事物,但麦克斯韦研究证明它们实际上是现在叫做电磁现象的同一种基本相互作用的两个方面,可以用同一组方程式加以描述。到20世纪中叶前,这一描述又改进到包括了量子力学效应,并以量子电动力学(QED)形式成为物理学家提出过的最成功的理论之一,它以极高精度正确预言了诸如电子等带电粒子相互作用的性质。 地球上的物体不管形状、大小如何,最终总要乖乖地落到地面上,原因是什么?天空中地球围绕太阳转、月亮围着地球转,原因又是什么?科学家牛顿经过艰苦的思索和研究,找出了统一的理论——万有引力。不论是地球上的物体,还是天空中的天体,都可以用万有引力来解释它们的运动。关于热现象人们总结出热学理论,关于电磁现象人们也总结出电磁场理论,物理学的各部分内容就是总结各种不同运动形式的规律和理论。这些规律之间能不能再总结出更基本的规律,解释更广泛的内容,这一直是物理学家关心的问题。 现在,人们发现微观粒子之间仅存在四种相互作用力,它们是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论称为 大统一理论。
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