Лекция Электромагниттік өзара әсерлесудің табиғаттағы маңызы

Лекция 1. Электромагниттік өзара әсерлесудің табиғаттағы маңызы
 
1 Электромагниттік өзара әсерлесудің табиғаттағы маңызы 
Табиғаттағы заттар молекулалар, атомдар, электрондар, протондар, нейтрондардан т.б. 
тұрады. Бұлар элементар бөлшектерді құрайды. Элементар бөлшектердің қасиеттері сан 
қилы. Массалары да, өмір сүру уақыттары да әр түрлі. Мысалы, фотонның массасы нөлге 
тең болса, массасы шамамен 10 ГэВ болатын өте ауыр элементар бөлшектер табылады.
Aл, электрон мен протондардын өмip суру yакыты өте үлкен болcа, резонанс деген 
элементар бешектер шамамен 10
-23
с уaкыт аралытында ғaна омip сүредi. Aлайда 
барлык элементар бөлшектeргe opтақ қасиет -олардын әсерлесетiндiri.
Табиғаттағы әсерлесуді гравитациялық, күшті, әлсіз, электромагниттік деп төрт 
іргелі әсерлесулер тобына бөлуге болады. Бұл әcерлеcулер бip-бipiнен қаркындары 
жағынан да, үстемдік ететiн кеңiстiктерiнiң өлшемдерi жағынан да өзгeше. 
Гравитациялық әсерден басқасының барлығы элементар бөлшектердің арасында 
талғаусыз пайда бола бермейді. Кейiнтi кезде электромагнummiк және әлciз әсерлер meгi 
бip eкендiгi, яғни белгілi бip әсердiн өнделген түрi eкендiri дәлелденді. Жалпы, барлык 
әcерлердiң негiздерi бipeу ғана болyы мүмкiн, яғни олар бip әcердiң төрт mүpi болyы 
мүмкiн деген жорaмал бар.
Гравитациялық әсерге барлық элементар бөлшектер ұшырайды, бірақ ол өте әлсіз 
болады. Ал күшті әсердің қарқыны электромагниттік әсердің қарқынынан миллиондаған 
есе артық. Гравитациялық әсер ғарыш кеңістігінде орналасқан денелердің арасында 
пайда болып, аспан механикасының негізін қалайды, денелердің зарядына байланысты 
болмайды. 
Гравитациялық 
әсерлесу 
күші 
(гравитациялық 
тартылу 
күші) 
арақашықтықтың квадратына кері прапорционал (1/𝑟
2
). 
Табиғатта гравитациялық күш сияқты арақашықтықтың квадратына кері 
пропорционал (1/𝑟
2
) өзгеретін тағы бір күш бар, ол зарядталған денелердің бір-біріне 
әсер күші. Бұл күш гравитациялық күштен шамасы жағынан 10
25
есе артық. Екінші 
ерешелігі- зарядының таңбасы бірдей денелер бірінөбірі тебеді, ал әр аттас зарядталған 
денелер біріне-бірі тартылады. Бұл күштерді электр күштері дейді.
Кез-келген атомның ядросында протон, ал оның сыртқы қабықшаларында 
электрондар орналасқан. Протондар оң, ал электрондар теріс зарядталған. Сонда 
nротондар мен электрондар арaлaрында nайда болamьн ғаламат үлкен тарту күшiнiң 
әсеpiнен олар бip-бipiне негe өme жақындамайды? Tiпті бipiнiң үсmiне бipi mүсin 
зарядmaрын неге бейтараnтaмайды? Бұл жағдайлардын орындалмайтындығы 
кванттық құбылыстардың салдары. Егер злектрондар nротондарга өme жакындаса яrни 
олaрдын координаталары өmе дәл анықmалса, Гейзенбергтiң анықталмағандық 
принцип бойынша, oлардың имnульстары шексiз үлкен мән кабылдayы керек.
Атом ядросындағы протондарды өте тар көлемде ұстап тұрған күштің табиғаты 
электр күшінің табиғатынан өзгеше. Ол күшті ядро күші деп аталады. Ядро күші күшті 
әсерді сипаттайды. Ядро күшінің байқалатын аралығы өте қысқа ( 10
−15
м), ол 
арақашықтыққа байланысты 1/ 𝑟
2
заңдылығына қарағанда өте тез азаяды. Егер 
бөлшектердің арақашықтықтары 10
−15
м шамасынан артық болса, ядролық әсер нөлге 
дейін азайып, олардың арасында электромагниттік әсерлесу үстемдік етеді.