Номер 2, страница 255 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 62. Ядерные силы и ядерные реакции. Вспомните - номер 2, страница 255.

Условие.

Какие взаимодействия существуют в природе?

Решение.

В современной физике принято выделять четыре фундаментальных взаимодействия, которые описывают все известные процессы во Вселенной. Эти взаимодействия различаются по силе, дальности действия и частицам, на которые они влияют.

Гравитационное взаимодействие

Это самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий, но оно имеет бесконечный радиус действия. Гравитация действует на все частицы, обладающие массой или энергией. Она всегда является силой притяжения. На макроскопическом уровне гравитация описывается законом всемирного тяготения Ньютона, а более точно — общей теорией относительности Эйнштейна. Гравитационное взаимодействие отвечает за удержание планет на орбитах, формирование звезд и галактик. Гипотетической частицей-переносчиком гравитационного взаимодействия является гравитон.

Классический закон всемирного тяготения выглядит так: $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$, где $\text{F}$ — сила притяжения, $\text{G}$ — гравитационная постоянная, $m_1$ и $m_2$ — массы тел, а $\text{r}$ — расстояние между ними.

Ответ: Гравитационное взаимодействие — это универсальное дальнодействующее притяжение между всеми объектами, имеющими массу или энергию, самое слабое из фундаментальных сил.

Электромагнитное взаимодействие

Это взаимодействие возникает между частицами, обладающими электрическим зарядом. Оно значительно сильнее гравитационного и также имеет бесконечный радиус действия. В отличие от гравитации, электромагнитное взаимодействие может быть как притяжением (между разноименными зарядами), так и отталкиванием (между одноименными зарядами). Переносчиком этого взаимодействия является фотон. Электромагнитные силы лежат в основе большинства явлений в повседневной жизни: свет, электричество, магнетизм, химические связи, упругость и трение.

Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами описывается законом Кулона: $F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$, где $\text{F}$ — сила взаимодействия, $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности, $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов, а $\text{r}$ — расстояние между ними.

Ответ: Электромагнитное взаимодействие — это дальнодействующая сила между электрически заряженными частицами, которая может быть как притяжением, так и отталкиванием, и определяет структуру атомов и молекул.

Сильное ядерное взаимодействие

Это самое сильное из всех фундаментальных взаимодействий, но оно является короткодействующим. Его радиус действия ограничен размерами атомного ядра (порядка $10^{-15}$ м). Сильное взаимодействие связывает кварки в протоны и нейтроны (адроны) и удерживает протоны и нейтроны вместе в атомном ядре, преодолевая огромное электростатическое отталкивание между положительно заряженными протонами. Переносчиками сильного взаимодействия между кварками являются глюоны, а между нуклонами в ядре (остаточное сильное взаимодействие) — мезоны.

Ответ: Сильное ядерное взаимодействие — это самая мощная, но короткодействующая сила, обеспечивающая стабильность атомных ядер путем удержания нуклонов вместе.

Слабое ядерное взаимодействие

Это взаимодействие также является короткодействующим, его радиус действия еще меньше, чем у сильного (порядка $10^{-18}$ м). Оно слабее сильного и электромагнитного, но сильнее гравитационного. Слабое взаимодействие уникально тем, что оно может изменять тип (или «аромат») кварков и лептонов. Оно отвечает за некоторые виды радиоактивности, в частности, за бета-распад, при котором нейтрон в ядре превращается в протон с испусканием электрона и антинейтрино. Переносчиками слабого взаимодействия являются тяжелые частицы: W⁺, W⁻ и Z⁰ бозоны. Это взаимодействие играет ключевую роль в процессах ядерного синтеза, идущих в звездах.

Ответ: Слабое ядерное взаимодействие — это короткодействующая сила, ответственная за некоторые виды радиоактивного распада и превращения элементарных частиц, играющая важную роль в звездном нуклеосинтезе.