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四種基本交互作用力

四種基本交互作用力. 摩擦力是由原子力組合產生. 原子力或分子力. 原子力是由電磁力複合產生. 四種基本交互作用力. 基本作用力的 本質 是甚麼？. 我們對作用力的概念從牛頓以來有巨大的變化：. 對作用力的概念：牛頓的 超距力， 跨過空間，直接瞬時作用。. F. 訊息的傳遞不能快於光速！. 作用力是由 法拉第的場 所產生： Field Lines. 電荷分布 Q 在空間中產生電場. 在點電荷 q 所在位置的電場對 q 施力. 電場的引進使得電力可以不再是超距力. 法拉第的場是連續的，量子物理發現場是量子化的！. 光子.

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四種基本交互作用力

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Presentation Transcript

  1. 四種基本交互作用力

  2. 摩擦力是由原子力組合產生 原子力或分子力

  3. 原子力是由電磁力複合產生

  4. 四種基本交互作用力 基本作用力的本質是甚麼？ 我們對作用力的概念從牛頓以來有巨大的變化：

  5. 對作用力的概念：牛頓的超距力， 跨過空間，直接瞬時作用。 F 訊息的傳遞不能快於光速！

  6. 作用力是由法拉第的場所產生：Field Lines

  7. 電荷分布 Q 在空間中產生電場 在點電荷 q 所在位置的電場對 q施力 電場的引進使得電力可以不再是超距力

  8. 法拉第的場是連續的，量子物理發現場是量子化的！法拉第的場是連續的，量子物理發現場是量子化的！ 光子

  9. 電磁作用力應看成兩個帶電粒子交換一個光子 + Photon +

  10. 所有基本交互作用都應看成參與粒子交換一個媒介子所有基本交互作用都應看成參與粒子交換一個媒介子 Virtual Particles 交互作用的性質由媒介子的性質決定 媒介子越重，交互作用隨距離增加消失地越快！ 媒介子只存在很短的時間，表面上是觀察不到他們，稱為虛粒子！

  11. Feynman’s Diagram

  12. Attraction is harder to visualize. Let’s say, a cloud of mediating particles traps the two ………

  13. Nuclear Force or Strong Force 核力 強力 What holds them together?

  14. Nuclear Force or Strong Force 核力 強力 核力是質子或中子彼此之間的吸引力 核力極強（比電磁力強）， 但範圍很小，在原子核外就幾乎感覺不到。

  15. Pions π 湯川秀樹提出核力是由一種較重的，新粒子所媒介 Yukawa suggested a new particle mediate the nuclear force. He predicted its mass is between proton and electron ~100Mev. 到哪裡去找新粒子？其實他們一直在我們身邊。 如何製造新粒子？

  16. 新粒子在碰撞中產生！

  17. Accelerator

  18. Collider 新粒子在碰撞中產生！

  19. Bubble Chamber picture of pions 然而，質子比我們想像更複雜！

  20. More fundamental particles Kaon K and Lambda Λ

  21. And more and more and more … until they don’t feel fundamental at all…………

  22. 將性質質量相近的粒子列表 Fortune telling diagrams?

  23. In 1960s Gellman Said ………… 質子和原子一樣是由更基本的成分組成！ It’s the composition of 3, stupid! Let’s call them Quarks. "three quarks for Muster Mark" in James Joyce's novel, Finnegan's Wake

  24. 質子比我們想像更複雜！

  25. Accelerator

  26. Collider 新粒子在碰撞中產生！

  27. 羅塞福 電子、原子核

  28. 質子比我們想像更複雜！

  29. Proton and Neutron are compositions of three quarks (uud and udd). Pion and Kaon are compositions of a quark and an antiquark. 質子與中子是由三個夸克組成！ Pi子是由一個夸克與一個反夸克組成！

  30. 介子 6種風味 Flavors 重子

  31. And if the protons and neutrons were a centimeter in diameter; Then the electrons and quarks would be less than the diameter of a hair; and The entire atom's diameter would be greater than the length of 30 football fields!

  32. P P 如果質子是由更基本的夸克所組成……那麼 質子質子間的核力，分解開後應是介於夸克與夸克間的力。

  33. 重子 • 介子 為什麼只有這兩種組合？

  34. 6種風味 Flavors 每一種風味的夸克還可以帶有顏色，顏色共有三種。 + = 紅加反紅等於無色，以白代表。

  35. 紅加藍加綠等於無色 紅加反紅等於無色，以白代表。 這是最簡單兩種無色的組合 猜想：自然界的夸克組合必須是無色的！

  36. 帶色的夸克應該可以變色，例如放出一個帶色與反色的物件。帶色的夸克應該可以變色，例如放出一個帶色與反色的物件。 假設放出的過程是”顏色“守恆！

  37. 在質子中，夸克應該是不斷在交換這個帶色的東西！在質子中，夸克應該是不斷在交換這個帶色的東西！ 在原子中，原子核與電子不斷做電磁作用，不斷交換光子！ 類比猜想：這個被放出的物件是不是就是把夸克黏在一起的力的來源（媒介子）？

  38. 膠子 Gluon 膠子就是把夸克黏在一起的色力的媒介子！ 在色力作用中（強交互作用）中，夸克改變自己的顏色，放出一個媒介子膠子。

  39. 核力是夸克與夸克間色力的合成

  40. Quark Confinement 夸克囚禁

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