1. Wstęp
Fizyka – nauka przyrodnicza badająca najbardziej fundamentalne właściwości materii i zjawisk otaczającego świata. Właściwości te są efektem oddziaływań fundamentalnych między składnikami materii.
Fizyka posługuje się pojęciem wielkości fizycznych ujmowanych ilościowo. W ten sposób można porównywać właściwości różnych ciał lub różne zjawiska.
Ostatecznym celem badań jest poznanie praw fizycznych. Przykładem takich praw są zasady zachowania.
Fizyka jest matką techniki – wyniki badań fizycznych znajdują zastosowania praktyczne.
Oddziaływania fundamentalne
Znamy obecnie 4 rodzaje oddziaływań fundamentalnych.
- oddziaływania grawitacyjne
-
Istotne dla obiektów obdarzonych masą (ciała w polu ziemskim, planety, gwiazdy, galaktyki)
Można je opisać za pomocą prawa powszechnego ciążenia Newtona:
F – siła
m – masa punktowa
r – odległość miedzy masami
G – stała grawitacji (1.1)
Nie wszystkie oddziaływania grawitacyjne można opisać za pomocą prawa ciążenia (bardziej ogólne podejście – ogólna teoria względności Einsteina)
- oddziaływania elektromagnetyczne (EM)
-
Są to podstawowe oddziaływania w zjawiskach życia codziennego
(promieniowanie elektromagnetyczne, spójność, tarcie, procesy chemiczne, biologiczne,...).
Występują między ładunkami elektrycznymi, momentami magnetycznymi.
Przykładem jest prawo Coulomba opisujące statyczne oddziaływanie między ładunkami elektrycznymi:
Q – ładunek elektryczny punktowy
0 – przenikalność elektryczna próżni (1.2)
oddziaływania silne
Są przyczyną wiązania nukleonów w trwałe układy – jądra atomowe, jak również odpowiadają za reakcje między cząstkami elementarnymi.
Trudno podać proste prawo oddziaływań między nukleonami. Są to oddziaływania krótko-zasięgowe (~10-15m).
oddziaływania słabe
W wyniku tych oddziaływań jądra emitują cząstki . Odpowiedzialne są również za rozpady wielu cząstek elementarnych.
Oddziaływanie to nie tworzy układów związanych i jest krótkozasięgowe (~10-15m).
Porównanie natężeń oddziaływań fundamentalnych
Oddziaływanie Względne natężenie
silne
elektromagnetyczne
słabe
grawitacyjne 1
7,3 10-3
10-5
2 10-39
