Образовака🌡️ Физика10 классОсновы электродинамики

Близкодействие и действие на расстоянии

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 144.

После установления законов Ньютона стало ясно, что причиной любого движения является взаимодействие между телами. Однако оставался вопрос о механизме этого взаимодействия: осуществляется ли оно только при непосредственном контакте, или возможно действие на расстоянии. Рассмотрим этот вопрос более детально.

Близкодействие и дальнодействие

Опыт любого человека говорит о том, что тела взаимодействуют либо непосредственно, касаясь друг друга, либо посредством некоторой среды, в которой также происходит некоторая «цепочка» непосредственных взаимодействий от одного тела к другому.

Поэтому с античных времен в философии и физике существовала теория близкодействия, согласно которой взаимодействие всегда передается только при непосредственном касании тел. Если же тела находятся далеко, то взаимодействие может быть передано лишь посредством некоторых материальных переносчиков, роль которых обычно исполняет вещество среды. И в этом случае для передачи взаимодействия требуется некоторое время.

Однако с установлением законов небесной механики возникли сомнения в необходимости присутствия переносчиков для взаимодействия. Небесные тела влияли друг на друга без всяких видимых связей, и это влияние было мгновенно, несмотря на большие расстояния.

Появилась концепция действия на расстоянии (дальнодействия), согласно которой для взаимодействия телам не требуется никакой среды и никаких переносчиков.

Теория дальнодействия получила подкрепление с успехами электродинамики. Заряды «чувствовали» друг друга напрямую, движение одного заряда тут же влияло и на другой заряд. И, что очень важно, это происходило мгновенно: никакими приборами не удавалось зафиксировать ни малейшей задержки между началом движения одного заряда и изменением силы, действующей на другой заряд. Отсюда следовало, что никакой «связующей среды» и никаких «переносчиков» для взаимодействия зарядам не требуется.

Факты, говорящие о дальнодействии, были столь серьезны, что этой концепции придерживались многие крупнейшие исследователи, такие как А. Ампер или Ш. Кулон.

Современные взгляды

После вывода уравнений Дж. Максвелла стало ясно, что электромагнитные взаимодействия распространяются с конечной скоростью. Это противоречило концепции дальнодействия. Позже была разработана квантовая теория, согласно которой электромагнитные взаимодействия переносятся не непрерывно, а «порциями» — квантами (они были названы фотонами). В результате снова более обоснованной стала теория близкодействия, требующая для любого взаимодействия наличия некоторого переносчика, причем перенос взаимодействия происходит с конечной скоростью.

Открытие ядерного и слабого взаимодействий, в которых также имеются переносчики, еще более укрепили позиции близкодействия. В результате в современной физике во взаимодействии всегда выделяются частицы-участники взаимодействия и частицы-переносчики.

На текущий момент надежно установлены частицы переносчики для электромагнитного, ядерного и слабого взаимодействия. Гравитон — частица-переносчик гравитационного взаимодействия — пока еще не вышла из гипотетического статуса.

Рис. 3. Переносчики фундаментальных взаимодействий.

Что мы узнали?

В физике существует две концепции взаимодействия. Концепция близкодействия говорит о том, что для взаимодействия между телами обязательно должны быть связующие звенья, переносчики взаимодействия. Концепция дальнодействия говорит о том, что тела способны взаимодействовать непосредственно на расстоянии. Современная наука придерживается концепции близкодействия.