БҚму хабаршы №4-2016ж

 
                
 
 
 
 
БҚМУ Хабаршы №4-2016ж.  
 
147 
7.
Гоголь Н.В. Вечера на хуторе близь Диканьки. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2000. – 352 с. 
8.
Есенжанов  Х. Яик светлая река. – Алма-Ата: Жазушы, – 1971. – 576 с.  
9. 
Қазақтың мемлекеттік көркем әдебиет баспасы. – Алматы – 1959. – 539 б. 
10. 
Атлас Казахской ССР. Т.1 – М.: ГУГК, 1982. – С. 75. 
*** 
Амельченко В.И., Жомартова А.М. 
«Географияны оқыту әдістемесі» бакалавриат курсын оқу барысында 
құзыретті – бағдарланған сабақтарды құру 
   Мақалада  қазақ  халқының  эпостық  туындыларын  географияны  оқыту 
әдістемесі  бойынша  сармандық  сабақтарда  қолдануға  арналған.  Педагогиқалақ 
тәжірбие  көрсеткендей,  бұл  әдістемелік  тәсіл  география  пәнінің  оқытушыларына 
олардың кәсіби қызметтеріне қажетті арнайы құзыреттілікті қалыптастастыру 
тиімділігін арттырады. 
Тірек  сөздер:  Құзыреттілікке  бағыталған  сабақтар,  бағалау  критериялары, 
қазақтың ауызша эпостық туындылары. 
 
Amelchenko V.I.,  Zhomartova A.M. 
The construction of  the  practical  classes oriented to development  of the 
competences when studying with  students  the Course of  Methodology of Teaching 
Geography 
The article is devoted to the use on a practical training on Methodology of Teaching 
Geography the folk Kazakh epos. Pedagogical experiment showed that this methodical technique 
increases the efficiency of the formation of the special competencies that are needed for teachers of 
geography for their professional activities. 
Keywords:  The  practical  lesson  soriented  to  competence,  evaluation  criteria,  oral 
Kazakh epos. 
*** 
 
УДК 357.8 
КузьмичеваА.Е.– кандидат физико-математических наук, профессор, 
ЗКГУ им.М.Утемисова 
Золотарь М.В. – магистрант, ЗКГУ им.М.Утемисова 
E-mail: mashysiky@mail.ru 
 
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ОБУЧЕНИИ 
И В СИСТЕМЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ 
 
Аннотация. 
Статья 
посвящена 
рассмотрению 
роли 
и 
места 
электромагнитного  взаимодействия  в  содержании  обучения  и  в  развитии 
физической науки.  
Ключевые  слова:  содержание  обучения,  вещество  и  поле,  волны  и  частицы, 
квантование  поля,  неопределенность,  переносчики  взаимодействий,  великое 
объединение, суперобъединение, заряд и константа взаимодействий. 
 
Открытие  и исследование фундаментальных взаимодействий играет большую 
роль  в  развитии  физической  науки.  В  соответствии  с  дидактическим  принципом 
научности  и  доступности  содержание  обучения  физике  соответствует  достижениям 
науки,  включает  основные  понятия,  законы,  фундаментальные  теории  с  учетом 
возрастных  особенностей  обучаемых  [1,  с.6;  2,  с.35].  Электромагнитное 
взаимодействие 
в 
истории 
физической 
науки 
было 
обнаружено 
после 
гравитационного.  Этому  виду  взаимодействия,  как  и  гравитационному,  уделяется 
большое  внимание  на  всех  этапах  обучения  физике  в  школе  и  в  вузе.  Его  изучение 

 
                
 
 
 
 
БҚМУ Хабаршы №4-2016ж.  
 
148 
начинается  с  изучения  понятий  электрического  заряда  и  поля  (электрического  и 
магнитного),  их  основных  свойств  и  законов,  которым  они  подчиняются. 
Электрические 
и 
магнитные 
явления, 
обусловленные 
электромагнитным 
взаимодействием, широко распространены в природе и находят широкое применение 
в практической деятельности, в жизни современного человека (электричество, радио, 
телевидение  и  т.п.).  Поэтому  учащиеся  изучают  их  на  протяжении  всего  периода 
обучения,  начиная  с  8  класса.  В  программу  обучения  входит  изучение  явлений, 
связанных  с  неподвижными  и  движущимися  зарядами,  электрическим  током, 
электрическими,  магнитными,  электромагнитными  полями,  электромагнитными 
волнам [3]. Один из заключительных разделов физики – физика атома, атомного ядра 
и  элементарных  частиц.  Структурные  составляющие  атома  (ядро  и  электронная 
оболочка)  и  значительная  часть  элементарных  частиц  имеют  электрический  заряд. 
Поэтому,  несмотря  на  то,  что  в  микромире  становятся  значимыми  другие  виды 
взаимодействия  (сильное,  слабое),  значимость  электромагнитного  взаимодействия  в 
этой  области  также  велика.  Таким  образом,  в  содержании  обучения,  как  и  в 
физической науке, электромагнитное взаимодействие играет большую роль, поэтому 
его  исследованию  и  изучению  уделяется  большое  внимание.  Для  более  глубокого 
понимания 
обучаемыми 
значимости 
электромагнитного 
взаимодействия 
в 
физической  картине  мира  целесообразно  обратить  внимание  на  логику  влияния 
исследований этого взаимодействия, особенностей его проявления на формирование 
фундаментальных  физических  теорий,  которые  являются  основой  современной 
физической науки. Этому вопросу посвящено данное исследование. 
Электромагнитное  взаимодействие  является  одним  из  четырех  известных  в 
настоящее  время  фундаментальных  взаимодействий.  Все  они  в  своей  совокупности 
дают современное представление о физической картине мира. Их проявление зависит 
от  условий,  структурного  уровня  материи,  на  котором  рассматривается  конкретное 
физическое  явление.  Сильное  и  слабое  взаимодействие  обеспечивают  процессы  в 
мире  элементарных  частиц.  Гравитационное  взаимодействие  универсально,  но 
вследствие малой величины гравитационной постоянной, его роль особенно значима, 
если  взаимодействуют  тела  большой  массы.  Поэтому  роль  гравитационного 
взаимодействия велика в масштабах Космоса. Электромагнитное взаимодействие по 
своей интенсивности занимает второе место после сильного взаимодействия. Оно является 
результатом существования в природе электрических зарядов, электрических и магнитных 
полей, являющихся составляющими физической картины мира. 
Началом 
исследований 
электромагнитных 
взаимодействий 
является 
исследование  электростатического  взаимодействия,  то  есть  взаимодействия 
неподвижных зарядов (закон Кулона). Движущиеся электрические заряды создают не 
только  электрическое,  но  и  магнитное  поле.  Упорядоченное  движение  заряженных 
частиц создает электрический ток. Магнитное взаимодействие было обнаружено как 
взаимодействие проводников с током. Данные вопросы входят в программу физики 8 
класса,  то  есть  на  начальном  этапе  изучения  физики.  В  дальнейшем  изучаются  более 
сложные  вопросы,  часть  из  которых  входит  в  содержание  обучения  учащихся  физико-
математического профиля и студентов соответствующих специальностей [4, с.12].  
Следствием  электромагнитного  взаимодействия  являются  связи  частиц  в 
физических  системах:  ионная,  ковалентная  (обменная),  металлическая,  водородная. 
Эти типы связей обеспечивают, например, существование кристаллической решетки 
твердого  тела,  существование  металлов,  представляющих  собой  положительную 
ионную  кристаллическую  решетку  и  газ  свободных  электронов.  Электромагнитное 
взаимодействие вместе с сильным обеспечивает взаимодействие кварков в адронах и 
взаимодействие  нуклонов  в  ядрах,  обеспечивая  строение  ядер  и  взаимодействие 
электронов с ядрами в атомах, обеспечивая строение атомов и молекул [5, с.4; 6, с.5].  
Значимость  электромагнитных  взаимодействий  в  окружающем  нас  мире,  в 
структуре материи и характере протекающих процессов определяет принципиальную 

 
                
 
 
 
 
БҚМУ Хабаршы №4-2016ж.  
 
149 
роль  исследования  этих  взаимодействий  в  развитии  фундаментальной  физической 
науки.  С  ними  связаны  радикальные  изменения  в  представлениях  о  характере 
физических  законов.  Известно,  что  физика  делится  на  релятивистскую  и 
нерелятивистскую, классическую и современную (квантовую). Возникновение такого 
деления в физической науке непосредственно связано с изучением электромагнитных 
явлений.  Разработанная  Дж.  Максвеллом  теоретическая  электродинамика  поставила 
проблемы перед классической физикой. Ее уравнения оказались неинвариантными к 
принятым  в  классической  физике  преобразованиям  координат  и  времени 
(преобразования  Галилея).  Требования  инвариантности  к  преобразованиям  является 
одним  из  основных  требований  к  физической  теории.  Вторая  проблема  связана  с 
проблемой 
света, 
который, 
согласно 
теории 
Дж.Максвелла, 
является 
электромагнитными  волнами  определенного  диапазона,  и  который,  как  показали 
эксперименты,  не  подчиняется  классическому  закону  сложения  скоростей.  Анализ 
сложившейся  ситуации  привел,  в  конечном  счете,  к  созданию  специальной  теории 
относительности  (СТО)  А.Эйнштейна.  Лежащие  в  основе  СТО  два  постулата  и 
преобразования  Лоренца  определяют  область  применимости  классической  физики, 
как  область  малых  скоростей  по  сравнению  со  скоростью  света.  Возникла  новая 
релятивистская  физика,  физика  высоких  скоростей.  В  такой  терминологии 
классическая механика Галилея - Ньютона называется нерелятивистской [7, с.18].  
С проблемой света связано и возникновение современной квантовой физики. В 
рамках  классической  физики  принималось  существование  двух  принципиально 
различных  объектов  исследования:  движение  частиц  и  распространение  волн. 
Каждый из них подчиняется своим закономерностям. Движение частиц описывается 
законами Ньютона, распространение волн – волновыми  уравнениями. Относительно 
света  долгое  время  оставался  нерешенным  вопрос  о  том,  представляет  ли  он  собой 
поток  частиц  или  это  волновой  процесс.  Исследованию  природы  света  уделялось 
большое  внимание  на  всем  протяжении  развития  физической  науки,  ей  посвящено 
большое  количество  экспериментов,  которые  приводили  к  противоречивым 
результатам. 
Эти 
исследования 
сопровождались 
различными 
открытиями. 
Фундаментальным  является  известное  утверждение  о  наличии  у  света  и  волновых,  и 
корпускулярных свойств, которое окончательно вошло в физику после работ Эйнштейна 
по фотоэффекту. В физику вошло представление о дуализме [8, с.182; 9, с.34].  
Таким  образом,  излучение,  создаваемое  электрическими  зарядами,  может 
рассматриваться  как  электромагнитные  волны,  или  как  поток  частиц.  Свет  как 
волновое  явление  –  это  электромагнитные  волны,  как  квантовое  –  поток  частиц, 
фотонов. Электромагнитное поле оказалось дискретным, квантованным. Это привело 
ученых  к  необходимости  более  глубокого  рассмотрения  механизма  взаимодействия 
электрических  зарядов,  что  оказало  принципиальное  влияние  на  понимание 
механизма  и  других  фундаментальных  взаимодействий.  В  электромагнитном 
взаимодействии  участвуют  электрически  заряженные  частицы  и  некоторый 
посредник  взаимодействия.  С  точки  зрения  классической  электродинамики  таким 
посредником  взаимодействия  электрических  зарядов  является  электромагнитное 
поле,  существующее  вокруг  заряженных  частиц.  Одно  заряженное  тело  (частица) 
взаимодействует  с  полем  другого  заряженного  тела  (частицы).  Но  если  учесть 
дискретный  характер  поля,  то  возникает  вопрос  о  механизме  взаимодействия 
зарядов.  Принятие  представления  о  фотонах,  как  квантах  электромагнитного  поля, 
привело  к  представлению  о  существовании  в  природе  еще  одного  механизма 
взаимодействий, в котором посредником взаимодействия являются кванты поля. Это 
обменный характер взаимодействия.  
Таким  образом,  понимание  дуализма,  двойственной  природы  света,  как 
электромагнитного 
явления, 
привело 
к 
пониманию 
электромагнитного 
взаимодействия  как  обмена  фотонами  и  представлению  об  обменном  характере 
взаимодействия.  Оно  оказалось  применимым  и  для  других  видов  взаимодействий  и 

 
                
 
 
 
 
БҚМУ Хабаршы №4-2016ж.  
 
150 
стало  одним  из  основных  элементов  фундаментальной  физической  теории.  Для 
каждого  вида  фундаментальных  взаимодействий  характерны  свои  посредники 
взаимодействия, кванты соответствующего поля. Уже в содержании школьного курса 
физики  отмечается,  что  посредниками  сильного  (ядерного)  взаимодействия  между 
протонами  и  нейтронами  в  ядрах  атомов  являются 
мезоны,  которые 
рассматриваются как кванты ядерного поля.  
Одной  из  характеристик  фундаментальных  взаимодействий  является  радиус 
взаимодействия.  Известно,  что  силы,  определяющие  взаимодействия,  делятся  на 
дальнодействующие и  короткодействующие. К дальнодействующим  относятся силы 
гравитационного 
и 
электростатического 
взаимодействия: 
, 
.    Из  формул  видно,  что  силы  этих  взаимодействий  только  при 
неограниченном  возрастании  расстояния  стремятся  к  нулю.  Сильное  (ядерное) 
взаимодействие  проявляется  только  на  малых  расстояниях.  Короткодействующим 
является  взаимодействие  протонов  и  нейтронов  в  ядре.  Объяснение  величины 
радиуса действия тех или иных фундаментальных сил находят в квантовой физике на 
основе  соотношения  неопределенностей  для  энергии  и  времени 
.  Здесь 
  -  принципиальная  неопределенность  измеренного  значения  энергии,  которая 
остается  даже  при  идеальной  точности  приборов. 
  –  продолжительность 
существования  состояния,  энергия  которого  измеряется.  Энергия  может  быть 
измерена  точно 
,  только  если  состояние  существует  бесконечно  долго 
  Это следует из выражения  
  [10, с.454]. 
Проблема  закона  Кулона  в  связи  с  обменным  характером  взаимодействий  и 
соотношением  неопределенности  для  энергии  и  времени  рассмотрена  в  [11,  с.21]. 
Для  понимания  электромагнитного  и  других  взаимодействий  важно  другое 
толкование  соотношения  неопределенностей  для  энергии 
.  Если 
обнаруживается  несоответствие  энергии  системы  в  двух  состояниях  на  величину 
неопределенности 
  в  течение  времени 
,  то  это  нельзя  рассматривать  как 
нарушение  закона  сохранения  энергии.  Это  нарушение  кажущееся.  Если  такое 
кажущееся  нарушение  происходит  в  каком-то  процессе,  то  оно  не  является 
нарушением закона сохранения энергии. Для величин  
  и 
, удовлетворяющих 
указанному  выше  соотношению  неопределенностей,  говорить  о  нарушении  закона 
сохранения смысла не имеет. Это имеет значение при определении радиуса действия 
в фундаментальных взаимодействиях. 
Обменный механизм электромагнитного взаимодействия означает испускание 
и  поглощение  фотонов  (квантов  электромагнитного  поля)  взаимодействующими 
электрически  заряженными  частицами.  Если  заряд  неподвижный,  то  его  энергия 
после  испускания  фотона  не  изменилась,  но  фотон  унес  энергию 
. 
Появляется  кажущееся  нарушение  закона  сохранения  энергии.  Оно  будет 
кажущимся, 
если 
происходит 
в 
течение 
интервала 
времени 
, 
удовлетворяющим  соотношению  неопределенности,  в  котором 
,  Тогда 
.  Но  за  время    переносчик  взаимодействия  должен  или  встретить  другой 
заряд  и  поглотиться  им,  или  вернуться  к  первоисточнику  (к  своему  заряду).  Такие 
процессы,  идущие  с  кажущимся  нарушением  энергии,  называются  виртуальными 
процессами.  А  частицы,  кванты  поля,  которые  осуществляют  взаимодействие, 
называются  виртуальными  частицами,  обнаружить  их  невозможно.  Но,  если 
увеличить энергию излучающей частицы, то есть сообщить ей ускорение, то фотоны 
могут  стать  реальными.  Аналогично  в  ядре,  например,  осуществляется  сильное 
взаимодействие  между  нуклонами.  Переносчиком  взаимодействия  является 

 
                
 
 
 
 
БҚМУ Хабаршы №4-2016ж.  
 
151 
мезон. В ядре 
мезоны являются виртуальными. Но, если сообщить  нуклону 
дополнительную  энергию,  то  Пи-мезон  может  стать  реальным,  то  есть  уйти  от 
частицы,  которая  его  излучила  и  существовать  независимо  от  частицы,  которая  его 
испустила.  Виртуальные  частицы  могут  уйти  от  своего  источника  на  расстояние, 
которое  определяется  свойствами  этой  виртуальной  частицей.  Если  предположить 
максимально возможную скорость переносчика взаимодействия, то уйти виртуальная 
частица может на расстояние ct:  
 (радиус взаимодействия). 
Согласно  теории  относительности  Эйнштейна  энергия  виртуальной  частицы 
.  Тогда  радиус  взаимодействия  представляется  в  форме   
  ,    где 
 
– 
масса 
покоя 
переносчика 
взаимодействия. 
Переносчиком 
электромагнитного  взаимодействия  является  фотон,  у  которого 
,  а  поэтому 
. Поэтому электромагнитное взаимодействие является дальнодействующим, 
то есть оно осуществляется при любых сколь угодно больших расстояниях. 
Примечание:  Закон  Кулона   
.  Сила  гравитации 
. 
Характер зависимости гравитационного взаимодействия от расстояния аналогичен 
электрическому.  Следовательно,  оно  тоже  является  дальнодействующим.  А  это 
означает,  что  квант  гравитационного  поля  –  гравитон  должен  иметь  нулевую 
массу покоя. Многие ученые в настоящее время не сомневаются в этом. Трудность 
обнаружения  гравитона  связана со  слабостью  гравитационного  взаимодействия, с 
малой величиной гравитационного поля. 
У  взаимодействий,  переносчики  которых  имеют  не  нулевую  массу  покоя, 
радиус  взаимодействия  ограничен  и  чем  больше  масса  переносчика,  тем  меньше 
радиус взаимодействия. Такие взаимодействия называются короткодействующими. 
Таким образом, с точки зрения обменного характера взаимодействия, частицу, 
способную  к  взаимодействиям  окружают  переносчики  взаимодействия,  образуя 
облако виртуальных частиц, которое простирается на различные расстояния, поэтому 
частица с разных расстояний выглядит одинаково. 
Объединение  взаимодействий.  Одной  из  проблем  современной  физики 
является  проблема  создания  единой  теории  поля,  то  есть  создание  единой  теории 
взаимодействия.  Для  решения  этой  проблемы  необходимо  определить,  при  каких 
условиях  различия  между  взаимодействиями  становятся  несущественными,  так 
чтобы  они  проявлялись  как  одно  взаимодействие.  Взаимодействия  различаются  по 
радиусу  действия,  различен  и  характер  зависимости  сил  взаимодействия  от 
расстояния.  На  очень  малых  расстояниях  силы  различных  взаимодействий  могут 
оказаться  близки  друг  другу,  и  тогда  различий  между  ними  не  будет.  Это  будет 
единое взаимодействие. Для получения такой ситуации в эксперименте необходимы 
частицы  высоких  энергий,  чтобы  они  могли  сблизиться  на  малые  расстояния. 
Следовательно,  проблема  создания  единой  теории  поля  связана  с  проблемой 
получения  частиц  высоких  энергий.  Радиус  действия  какого-либо  взаимодействия 
зависит  от  переносчиков  взаимодействия.  Чем  больше  энергия  взаимодействующих 
частиц,  тем  глубже  они  проникают  друг  в  друга  (сближаются  облака 
соответствующих 
переносчиков). 
При 
этом 
возникают 
соответствующие 
взаимодействия.  При  очень  высоких  энергиях  взаимодействие  будет  единым, 
произойдет  суперобъединение  всех  взаимодействий.  Такой  метод  рассуждения 
является одним из подходов к созданию единой теории поля [6, с. 3; 12, с.183; 13]. 
С  другой  стороны,  проблемы  физики  высоких  энергий  в  настоящее  время 
оказались  связанными  с  проблемами  космологии,  проблемами  происхождения  и 
развития  Вселенной.  По  современным  представлениям  в  момент  времени  t~10
-41
с. 
энергия  частиц  была  выше  10
19
  ГэВ,  что  соответствует  температурам  выше  10
32
  К. 

 
                
 
 
 
 
БҚМУ Хабаршы №4-2016ж.  
 
152 
При  таких  высоких  энергиях  взаимодействия  неразличимы,  должны  были 
проявляться 
как 
одно 
взаимодействие. 
Такое 
состояние 
называют 
суперобъединением  фундаментальных  взаимодействий.  К  таким  высоким  энергиям 
стремится  современная  наука,  говоря  об  условиях  объединения  всех  четырех 
взаимодействий. С возрастом Вселенной в результате ее расширения энергия частиц 
уменьшается,  температура  понижается.  Первым  из  суперобъединения  выделяется 
гравитационное  взаимодействие  при  энергиях  меньше  10
-19
  ГэВ,  температура  ниже 
10
32
  К.  Оставшиеся  три  взаимодействия  остаются  единым  взаимодействием, 
называемым  по  современной  терминологии  Великим  объединением.  Из  этого 
объединения  при  уменьшении  энергиях  меньше  10
14
  ГэВ,  при  температурах  ниже 
10
27
  К  выделяются  сильное  взаимодействие  и  электрослабое.  Только  при  энергиях 
меньше  10
2
  ГэВ,  температурах  ниже  10
15
  К  электрослабое  взаимодействие 
разделяется на электромагнитное и слабое.  
Физика  высоких  энергий  стремится  пройти  этот  процесс  в  обратном 
направлении,  используя  ускорители  для  получения  частиц  высоких  энергий. 
Естественно,  что  первым  достижением  было  объединение  электромагнитного  и 
слабого в единое электрослабое, так как это не требовало очень высоких энергий. В 
настоящее  время  проблемой  является  достижение  таких  энергий  частиц,  которые 
позволили бы подтвердить суперобъединение. Таким образом, экспериментальное и 
теоретическое  исследование  фундаментальных  взаимодействий  при  высоких 
энергиях  ведут  к  построению  единой  теории  поля  и  в  то  же  время  могут  дать 
подтверждение  современного  представления  о  происхождении  и  развитии 
Вселенной, опирающиеся на модель Большого Взрыва. 
Для  понимания  проблемы  создания  единой  теории  взаимодействия 
необходимо  понимание  заряда  и  константы  взаимодействия  как  основных 
характеристик  взаимодействия.  При  этом  под  термином  «заряд»,  исторически 
введенного  как  характеристики  особого  вида  взаимодействия  –  электрического, 
имеется  ввиду  не  только  электрический  заряд.  В  теории  взаимодействий  заряд 
характеризует  способность  тел  (частиц)  создавать  поле.  В  этом  смысле  заряд  (не 
только  электрический)  приписывается  частицам  при  разных  видах  взаимодействий, 
то есть понятие заряда расширяется. В квантовой теории поля заряд определяет меру 
активности, или интенсивности испускания и поглощения «заряженными» частицами 
переносчиков  взаимодействия.  Именно  в  этом  смысле  и  рассматриваются  «заряды» 
сильного и слабого взаимодействия. Но «заряды» сильного и слабого взаимодействия 
по некоторым свойствам отличаются от электрического заряда. Например, испустив 
или поглотив фотон, электрически заряженная частица не превращается в другую, а 
только  меняет  свое  состояние.  Поэтому  в  не  квантовом,  то  есть  классическом 
полевом  представлении  в  случае  электромагнитного  взаимодействия  проявляются 
частица  сама  по  себе,  а  поле  (совокупность  фотонов)  само  по  себе.    Процессы 
сильного  и  слабого  взаимодействия  сопровождаются  взаимными  превращениями 
частиц. Например, при 
 распаде в начале появляется промежуточный бозон как 
переносчик взаимодействия, который затем распадается: 
,          
. 
При рассмотрении обменного характера взаимодействия важно число частиц, 
способных  к  данному  виду  взаимодействия,  и  способность  к  данному  виду 
взаимодействия.  От  этого  зависит  как  часто  и  с  какой  интенсивностью  протекает 
взаимодействие.  В  общем  смысле  заряд  как  характеристика  фундаментальных 
взаимодействий,  в  том  числе  электромагнитного,  определяется  числом  частиц, 
способных  к  данному  виду  взаимодействия.  В  этом  смысле  заряд  -  величина 
сохраняющаяся, то есть заряд сохраняется во всех взаимодействиях, как способность 
к  данному  виду  взаимодействия.  Но  как  мера  способности  к  данному  виду 
взаимодействия  заряд  не  сохраняется  даже  электрический,  поэтому  кроме  заряда 
вводится  константа  взаимодействия  как  их  характеристика.  Именно  она  является 

 
                
 
 
 
 
БҚМУ Хабаршы №4-2016ж.  
 
153 
мерой  способности  частиц  к  данному  взаимодействию,  мерой  превращения  одних 
частиц  в  другие,  в  результате  испускания  переносчиков  взаимодействия.  Константу 
взаимодействия  можно  представить  как  величину  равную  энергии  взаимодействия 
двух  частиц,  находящихся  на  определенном  расстоянии  и  имеющих  определенный 
заряд.  Отсюда  видно,  что  константа  взаимодействия  зависит  от  расстояния,  потому 
что  от  расстояния  зависит  плотность  потока  переносчиков  взаимодействия.  Связь 
между  зарядом  и  константой  взаимодействия  в  том,  что  частица,  имеющая  какой-
либо  заряд  способна  к  данному  виду  взаимодействия.  Заряды  и  константы 
гравитационного  и  электромагнитного  взаимодействия  при  малых  энергиях 
полностью  соответствуют  друг  другу.  С  изменением  расстояния  между  частицами 
константа взаимодействия изменяется, а число частиц (заряд) не меняется. Изменить 
расстояние  можно,  если  изменить  энергию  частиц.  При  больших  энергиях  частицы 
сближаются  на  меньшее  расстояние,  и  константа  взаимодействия  возрастает. 
Например, при энергиях 10
14
 ГэВ константы взаимодействия  становятся равными, и 
это  является  основанием  для  разработки  теории  великого  объединения,  то  есть 
объединения сильного, слабого и электромагнитного взаимодействий [6, с.3]. 
Таким  образом,  исторически  первым  было  обнаружено  гравитационное 
взаимодействие,  после  него  -  электромагнитное,  а  затем  сильное  и  слабое.  Все  эти 
виды  взаимодействий  входят  в  содержание  обучения  в  различные  разделы  физики. 
Для  более  глубокого  понимания  их  роли  целесообразно  на  заключительном  этапе 
изучения  физики  обратить  внимание  на  необходимость  проведения  обобщающих 
занятий,  на  которых  могут  быть  рассмотрены  фундаментальные  взаимодействия, 
которые в своей совокупности определяют физическую картину мира. Отметить, что 
значимость  каждого  из  них  определяется  областью  исследования.  Обратить 
внимание на то, что, как  отмечено выше, роль электромагнитного взаимодействия в 
физической науке определяется не только областью явлений и процессов, связанных 
с  наличием  в  природе  электрического  заряда.  С  исследованием  электромагнитных 
взаимодействий связаны принципиальные изменения в представлениях о физической 
картине  мира.  При  изучении  электромагнитных  явлений  в  физике  возникла  идея 
дискретности  (квантования),  несвойственная  классической  физике.  Одним  из 
следствий  такого  представления  явилось  понимание  обменного  характера 
взаимодействия.    На  основе  многочисленных  теоретических  и  экспериментальных 
исследований было принято представление о двойственной корпускулярно-волновой 
природе  света,  как  электромагнитного  явления,  которое  в  последующем  было 
распространено на все физические объекты, что привело к возникновению квантовой 
механики  с  ее  соотношением  неопределенностей.  Разработка  теоретической 
электродинамики  и  соответствующие  эксперименты  привели  к  представлению  о 
существовании  в  природе  максимальной  скорости  материальных  объектов  с 
ненулевой  массой  покоя.  Единство  физического  мира  подтверждается  тем,  что 
представления 
о 
свойствах 
электромагнитного 
взаимодействия 
оказались 
плодотворными  при  исследовании  всех  фундаментальных  взаимодействий.  Такое 
обобщение позволит показать обучаемым не только многообразие явлений природы, 
но и их единство в единой физической картине мира.  
 

жүктеу/скачать 18,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: