Учите и повторяйте ННЗ по физике! Это делает вас более интеллектуальными Это поможет в изучении других дисциплин Это уменьшит количество проблем в конце семестра

Связь этой лекции с вопросами ННЗ - буклет Типы фундаментальных взаимодействий Уравнение Максвелла для магнитной индукции Уравнение Максвелла для электрической индукции Уравнение Максвелла для напряженности электрического поля Уравнение Максвелла для напряженности магнитного поля Циркуляция вектора по контуру Поток вектора через поверхность.

0 «Три вещи» для запоминания прямо сейчас Можно выделить ЧЕТЫРЕ типа ФЗ 1)Гравитационное взаимодействие 2)Электромагнитное взаимодействие 3)Сильное ядерное взаимодействие 4) Слабое ядерное взаимодействие ГВ – Луна обращается вокруг Земли по эллипсу ЭМВ – электроны движутся вблизи ядра, находясь на орбиталях СиЯВ – нейтроны и протоны движутся внутри ядра, находясь на орбиталях СлЯВ – нейтрон распадается на протон, электрон и электронное антинейтрино

1 Много сил в природе – все сводятся к небольшому числу фундаментальных взаимодействий Л.17 Фундаментальные взаимодействия. Уравнения Максвелла Электромагнитные явления и физика вообще На уровне тепловозов, вагонов, атомов и ядер: 1)Гравитационное взаимодействие (Гук, Ньютон, 1680) 2)Электромагнитное взаимодействие (Кулон 1780, Фарадей 1850, Максвелл 1870) 3)Сильное ядерное взаимодействие (Юкава, 1930) 4) Слабое ядерное взаимодействие (Ферми, 1940)

2 На уровне структуры протонов и нейтронов – Стандартная модель 1)Гравитационное взаимодействие 2)Электрослабое взаимодействие (Вайнберг, Салам, Глэшоу 1970) 3)Цветное взаимодействие (Гелл-Манн, Нишиджима, Фейнман, Политцер, Вилчек, Гросс 1970) В любом варианте взаимодействие носит обменный характер – частицы обмениваются квантами соответствующего поля (бозонами) Пример:упругое электрон- электронное рассеяние путём обмена фотоном

3 На уровне тепловозов, вагонов, атомов и ядер: Взаимодей ствие (i) Гравита- ционное (g) Электро- магнитное (e) Сильное ядерное (s) Слабое ядерное (w) Частица- перенoс- чик. Гравитон (?)Фотон (!),,.. мезоны W, Z (векторные) бозоны Её масса m e 80 m p Её спин 2 (?)10,1,..1 СистемаСолнечная, Галактика Атомы, Молекулы Атомные ядраДеструктивное: β-распад Характер взаимодей ствия Притяжение Отталкивание Притяжение Отталкивание Время жизни нсек – фсек - зсек сек

4 На уровне тепловозов, вагонов, атомов и ядер (продолж.): Взаимодей ствие (i) Гравита- ционное (g) Электро- магнитное (e) Сильное ядерное (s) Слабое ядерное (w) Радиус, r i Энергия взаимодей ствия Энергия по сравн. с ЭМ для двух про- тонов в ядре

0 «Три вещи» для запоминания прямо сейчас Можно выделить ЧЕТЫРЕ типа ФЗ 1)Гравитационное взаимодействие 2)Электромагнитное взаимодействие 3)Сильное ядерное взаимодействие 4) Слабое ядерное взаимодействие ГВ – Луна обращается вокруг Земли по эллипсу ЭМВ – электроны движутся вблизи ядра, находясь на орбиталях СиЯВ – нейтроны и протоны движутся внутри ядра, находясь на орбиталях СлЯВ – нейтрон распадается на протон, электрон и электронное антинейтрино

Строение атома в стандартной модели 6 См. опечатку!

Квантовая хромодинамика – современная теория сильного взаимодействия 7 Взаимодействуют фермионы Переносят взаимодействие бозоны

8 Пример процесса, идущего за счёт слабого взаимодействия: бета-минус распад: свободный нейтрон распадается в среднем за 918 сек Закон радио- активного распада Уравнение бета-минус распада

Электрослабое взаимодействие 9

10 Уравнение для электрической индукции Классическая (неквантовая) теория электромагнитного взаимодействия – электродинамика Максвелла Уравнение для магнитной индукции Уравнение для напряжённости электрического поля Уравнение для напряжённости магнитного поля

11 Поток вектора ЭИ через замкнутую поверхность Уравнение для электрической индукции (ЭИ) Заряд внутри этой поверхности

12 Уравнение для магнитной индукции Поток вектора МИ через любую замкнутую поверхность Типично плоховатая картинка – линии МИ внутри сердечника не показаны

13 Уравнение для напряжённости электрического поля Циркуляция вектора НЭП по любому замкнутому контуру Поток через любую поверхность, опирающуюся на контур слева

0 «Три вещи» для запоминания прямо сейчас Можно выделить ЧЕТЫРЕ типа ФЗ 1)Гравитационное взаимодействие 2)Электромагнитное взаимодействие 3)Сильное ядерное взаимодействие 4) Слабое ядерное взаимодействие ГВ – Луна обращается вокруг Земли по эллипсу ЭМВ – электроны движутся вблизи ядра, находясь на орбиталях СиЯВ – нейтроны и протоны движутся внутри ядра, находясь на орбиталях СлЯВ – нейтрон распадается на протон, электрон и электронное антинейтрино

14 Закон ЭМ индукции (Фарадей 1831)

1616 Уравнение для напряжённости электрического поля Закон ЭМ индукции (Фарадей 1831)

1818 Трансформатор Первичная обмотка (вход) Вторичная обмотка (выход) Источник (переменная ЭДС) Сердечник (железо) Магнитная индукция в железе одна и та же, а магнитный поток пропорционален числу витков

20 Уравнение для напряжённости магнитного поля Циркуляция вектора НМП по любому замкнутому контуру Поток через любую поверхность, опирающуюся на контур слева

22 Определение потока вектора через поверхность Определение циркуляции вектора по контуру Простой пример потока: сила электрического тока Простой пример циркуляции Не удалось придумать Определения основных математических конструкций

– установил закон распределения частиц ИГ по скоростям (распределение Максвелла). Профессор Абердинского университета Создал классическую электродинамику (уравнения Максвелла) Джеймс Клерк Максвелл ( ) Великобритания Предсказал электромагнитные волны Предсказал скин-эффект Предсказал, что кольца Сатурна – рой метеоритов Впервые издал труды Кавендиша Создал Кавендишскую лабораторию

«Уравнения» КЭД в калибровочно-инвариантном виде Электронное поле («амплитуда вероятности») Электромагнитное поле («амплитуда вероятности») Лагранжиан КЭД (QED) 34

«Уравнения» КХД в калибровочно-инвариантном виде Кварковое поле («амплитуда вероятности») Глюонное поле («амплитуда вероятности») Лагранжиан КХД 3838