تبلیغات
نمونه سوال - به طور دقیق چند نوع نیرو وجود دارد؟

نمونه سوال
 
به طور دقیق چند نوع نیرو وجود دارد؟


درك كنونی ما این است كه همه‌ی نیروها نمودهایی هستند از تنها چهار دسته‌ی متمایز از نیروها یا بر هم كنش‌های بنیادی بین ذره‌ها. با دو دسته از این نیروها در تجربه‌های هر روزه آشنا هستیم. دو دسته‌ی دیگر به بر هم كنش‌های بین ذره‌های زیر اتمی مربوط می‌شوند كه آن‌ها را با حواس غیرمسلح نمی‌توانیم مشاهده كنیم.

بر هم كنش‌های گرانشی شامل نیروی آشنای وزن شماست كه از ربایش گرانشی‌ای كه زمین بر شما وارد می‌كند ناشی می‌شود. ربایش گرانشی متقابل بین بخش‌های مختلف زمین بر یك‌دیگر ، عاملی است كه سیاره‌ی ما را گرد هم نگه داشته است.

نیوتون دریافت كه ربایش گرانشی خورشید بر زمین زمین را در مدار تقریباً دایره‌ای آن به گِرد خورشید نگه می‌دارد. بر هم كنش‌های گرانشی نقش اساسی در حركت سیاره‌ها و ماهواره‌ها دارند. 

دسته‌ی آشنای دوم از نیروهای یعنی بر هم كنش‌های الكترومغناطیسی شامل نیروهای الكتریكی و مغناطیسی‌اند. اگر شانه‌ای را درون موهای خود بكشید شانه بار الكتریكی پیدا می‌كند ؛ می‌توانید با نیروی الكتریكی‌ای كه توسط این بار وارد می‌شود تكه‌های كوچك كاغذ را بلند كنید. همه‌ی اتم‌ها بار الكتریكی مثبت و منفی دارند. در نتیجه اتم‌ها و مولكول‌ها می‌توانند نیروهای الكتریكی بر یك‌دیگر وارد كنند. 

نیروهای تماسی شامل نیروی عمودی ، اصطكاك و مقاومت تركیبی از همه‌ی نیروهایی هستند كه بر اتم‌های یك جسم توسط اتم‌های محیط اطراف آن وارد می‌شود. نیروهای مغناطیسی مانند نیروی بین آهن‌رباها یا نیروی بین یك آهن‌ربا و یك قطعه‌ی آهن در واقع از حركت بارهای الكتریكی ناشی می‌شوند. برای مثال یك آهن‌ر‌بای الكتریكی به این دلیل موجب بر هم كنش‌های مغناطیسی می‌شود كه بارهای الكتریكی درون سیم‌های آن حركت می‌كنند.

نیروهای گرانشی در مقیاس اتمی یا مولكولی نقشی ندارند ، زیرا نیروهای الكتریكی فوق‌العاده قوی‌ترند : رانش الكتریكی بین دو پروتون حدود بار قوی‌تر از ربایش گرانشی بین آن‌هاست. اما در جسم‌هایی با اندازه‌های نجومی ، بارهای مثبت و منفی به طور معمول تقریباً به یك اندازه حضور دارند و بر هم كنش‌های الكتریكی حاصل از آن‌ها تقریباً یك‌دیگر را حذف می‌كنند. بنابراین بر هم كنش‌های گرانشی در حركت سیاره‌ها و در ساختار داخلی ستاره‌ها تأثیر برتر را دارند.

دو دسته‌‌ی دیگر بر هم كنش‌ها كم‌تر آشنا هستند. بر هم كنش قوی مسئول نگه داشتن هسته‌ی اتم به گرد هم است. هسته‌ها شامل نوترون‌های از نظر الكتریكی خنثی و پروتون‌های با بار مثبت‌اند. نیروی الكتریكی بین پروتون‌های باردار سعی در هل دادن آن‌ها به دور از یك‌دیگر دارد. نیروی ربایشی قوی بین ذره‌های هسته‌ای با این رانش مقابله می‌كند و هسته را پایدار می‌سازد. در این زمینه بر هم كنش قوی را نیروی هسته‌ای قوی نیز می‌نامند.

این نیرو برد بسیار كوتاه‌تری از بر هم كنش‌های الكتریكی دارد ولی در گستره‌ی برد خود بسیار قوی‌تر است. بر هم كنش قوی در واكنش‌های گرما هسته‌ای كه در مغز خورشید صورت می‌گیرند و گرما و نور خورشید را تولید می‌كنند نقشی اساسی دارند .

سرانجام بر هم كنش ضعیف است. برد این بر هم كنش آن قدر كوتاه است كه این نیرو تنها در مقیاس هسته‌ای یا كوچك‌تر نقش دارد. بر هم كنش ضعیف مسئول صورت متداولی از پرتوزایی به نام واپاشی‌بتاز است كه در آن یك نوترون در یك هسته‌ی پرتوزا با بیرون اندازی یك الكترون و یك ذره‌ی تقریباً بدون جرم به نام پادنوترینو به یك پروتون تبدیل می‌شود.

بر هم كنش ضعیف بین پادنوترینو و ماده‌ی معمولی آن قدر ناچیز است كه یك پادنوترینو می‌تواند به سادگی در یك دیوار سربی به ضخامت یك میلیون كیلومتر نفوذ كند! با این همه هنگامی كه یك ستاره‌ی غول‌آسا انفجار فاجعه‌آمیزی پیدا می‌كند كه آن را ابر نواختر می‌نامند ، بیش‌ترین انرژی از طریق بر هم كنش ضعیف آزاد می‌شود . 

فیزیكدانان در سال 1339/1960 نظریه‌ای را گسترش دادند كه بر هم كنش‌های الكترومغناطیسی و ضعیف را به صورت جنبه‌هایی از یك تك بر هم كنش الكتروضعیف توصیف می‌كرد. این نظریه هر آزمون تجربی را كه در مورد آن اعمال شده با موفقیت گذرانده است.

فیزیكدانان با جسارتی كه از موفقیت این نظریه به دست آوردند ،اقدام‌های مشابهی برای توصیف بر هم كنش‌های قوی ، الكترومغناطیسی و ضعیف بر حسب یك تك نظریه‌ی وحدت بزرگ یا GUT انجام داده‌اند و قدم‌هایی در جهت وحدت احتمالی تمام بر هم كنش‌ها در یك نظریه‌ی همه چیز یا "TOE "برداشته‌اند. چنین نظریه‌هایی هنوز در حال گمانه زنی است و پرسش‌های بی‌پاسخ زیادی در این زمینه‌ی بسیار فعال از پژوهش‌های جاری وجود دارد. 

 





نوشته شده در تاریخ دوشنبه 25 بهمن 1389 توسط علی یزدان پرست
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
قالب وبلاگ