Вопросы для самоконтроля
1. Что является источником электромагнитных волн?
2. Какие типы взаимодействия являются дальнодействующими?
3. В каких природных явлениях присутствуют электрические и магнитные силы?
4. Кто впервые установил существования электричества в природе?
5. Что означает слово «янтарь»- в переводе с греческого языка?
6. В каком веке были известны взаимодействия магнитных железняков?
7. Какую способность магнитного железняка открыли китайцы в 1 веке до н.э.?
8. Какой вид имеет закон Кулона?
9. Чему равна универсальная, электрическая
постоянная (
)?
10. В каком году, датский физик Ханс Эрстед обнаружил вокруг электрического тока магнитное поле?
11. В каком году, Фарадей установил, что переменное магнитное поле создаёт в проводнике электрический ток?
12. В каком году, Максвеллу удалось объединить электричество и магнетизм в теорию электромагнетизма?
13. По какой формуле, Лоренц вычислял силу электромагнитного взаимодействия?
14. Как определяют направление магнитной силы?
15. Между какими объектами наблюдаются электромагнитные взаимодействия?
16. Какой интервал времени охватывает электромагнитное взаимодействие?
17. Во сколько раз меньше интенсивность электромагнитного взаимодействия, чем сильного?
8.5. Слабое взаимодействие
Слабое взаимодействие ответственно за распад частиц. Поэтому его обнаружение стало возможным после открытия радиоактивности и при исследованиях бета-распада. Все началось в 1896 г., когда Анри Беккерель случайно открыл явление радиоактивности. Затем Резерфорд установил, что радиоактивные элементы испускают альфа-, бета - и гамма-лучи. Альфа-частицы представляют собой ядро атома гелия. Бета-частицы оказались, летающими с большой скоростью, электронами. Ученые обнаружили, что при бета-распаде ядра, нарушается закон сохранения энергии. Вульфганг Паули «спас» закон сохранения энергии, предположив, что вместе с электроном при бета-распаде вылетает еще одна частица, нейтральная, и обладающая необычайно высокой проникающей способностью. Она уносит с собой недостающую энергию. Частицу назвали «нейтрино». Ее удалось обнаружить лишь в 1962 г. Однако внутри ядра таких частиц нет. Энрико Ферми высказал предположение, что электроны и нейтрино до своего вылета не существуют в ядре, а каким-то образом мгновенно образуются из энергии, запаса радиоактивного ядра.
Свойства свободных нейтронов подтвердили гипотезу Ферми. Свободные нейтроны, в течение 800 сек. распадаются на протон, электрон и нейтрино. Однако ученые выяснили, что известные в те времена силы не могут привести к такому распаду. Измерения скорости бета-частиц показали, что взаимодействие, приводящее к бета-распадам, имеет силу чрезвычайно слабую, чем электромагнитное взаимодействие. В дальнейшем установили, что большинство частиц участвуют в слабом взаимодействии. Для нейтрино слабое взаимодействие является единственным способом проявлять себя.
Слабое взаимодействие вызывает превращение одних частиц в другие, часто приводя продукты реакции в движение с высокой скоростью. Слабое взаимодействие короткодействующее, его радиус действия 10-16 см. Безразмерная константа слабого взаимодействия выражается формулой g2=Gּmp2≈105, где mp – масса протона. Слабое взаимодействие протекает очень медленно за время порядка 10-10с. Его относительная интенсивность около 10-12, т.е. в триллионы раз меньше, чем сильное взаимодействие. Сильные и слабые силы взаимодействия короткодействующие и проявляются только в размерах атомного ядра.