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百科精品:2.1-3:我们从来都没有接触过——即使握手(图) |
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宇清
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【人民报消息】两个物体不接触而发生相互作用,称之为超距作用。科学家不承认超距作用。
但是,生活中我们又发现,磁铁间不接触也能相互吸引或者排斥。带电物体之间也是如此。。这又是为什么呢?
其实,宏观物体之间,无论靠得多么近,它们从来都没有接触过。因为物体都是由分子组成的,而分子是由原子组成的,原子的外层全部是电子。两个物体「接触」时,其实是电子在接触,摩擦起电就是这么来的。
其实电子间也没有接触,因为电子都带有电场,是电场在相互接触。说两个物体直接接触可以产生弹力和摩擦力,其实课本上说了,弹力和摩擦力,从微观上讲,都属于电磁力。不就是这个意思吗?
所以说,物体间相互作用(力)的实质,是能量相互接触。
(一)同种能量子之间可以发生相互作用
所有带电的物体周围都带有电场,比如质子和电子都带有电场,带电的原子和分子也带有电场。带同种电荷的物体或者粒子相互排斥;而带相反电荷的物质或者粒子相互吸引。其实不是物体在排斥和吸引,而是物体所带的电场在排斥或者吸引;从更微观上讲,是电场子在排斥或者吸引。
所有带磁的东西都带有磁场,比如中子就带有磁场,科学家们发现太空中有中子星,带有强大的磁场。所有的磁铁类物体都有两个极,分别叫做N极和S极,同名磁极相互排斥;而异名磁极相互吸引。从更微观上讲,是磁场子之间在相互作用。
(二)不同能量子之间也能发生相互作用
我们研究一个常见的现象:光的折射。
从微观层面来分析一下这个常见的现象。光子进入玻璃时,方向发生了偏折,速度也变慢了。是什么使光子方向变化的呢?这得看玻璃中有什么。
玻璃是分子组成的,而分子又是由原子组成的,每一个原子又都是由原子核和核外电子组成的。也就是说,玻璃中大量存在的就是原子核和电子。那么,如果光子碰到的是原子核,它们的方向会发生偏折,但应该是杂乱无章的,碰到电子也是一样,不可能齐刷刷的偏向同一个方向。我们秒之为散射。
 左图:光穿过玻璃三棱镜时发生折射,有确定的方向;右图:光子碰撞在原子核或电子的不同部位,会弹向不同的方向,(合成图) |
现在问题就来了,能够向同一个方向发生偏折的光子,一定既没有碰到电子,也没有碰到原子核。那么它应该是直线运动才对呀?是什么使光子齐刷刷的向同一个方向偏折呢?玻璃中除了电子和原子核,还能有什么呢?
您肯定也想起来了:电场和磁场。光子从空气中(电磁场非常微弱)进入玻璃中(电磁场比较强)时,电磁场使光子的运动方向发生了偏折。这也同时说明另一个问题:电场子和磁场子应该比可见光的光子小很多。这就好比子弹射入一堆大铅球中,它应该是向各个方向偏折;而射入一堆细沙中,则应该向固定方向偏折,是一个道理。
知晓了能量之间的相互作用,就容易解释如下几种现象:
1、波长越长(频率越低,光子越小)衍射越明显
光从小孔中穿过,或者从障碍物边上通过时会发生衍射。因为物质粒子只会使光子发生散射,却不会造成衍射,而使光子发生衍射的还是电场子和磁场子这样的能量子。光子与这种能量子的大小越接近,通过时越容易发生明显的衍射;反之,光子越大,通过时就越不容易发生明显衍射。
2、折射率大小与物质的密度没有关系。
因为折射不是物质粒子造成的,所以折射率不取决于物质粒子的密度。折射是能量场造成的,所以折射率取决于能量子的密度。
3、光通过不同物质时的速度不一样。
光通过一种凝聚态物质时,在其中的速度只有17米每秒。可以这么理解:物质的温度越低,它的核外电子离核走近,原子周围的能量就越收缩,离核太远的地方能量场会非常的稀薄,而离核非常近的地方能量场却非常密集。如果光正好通过能量特别密集的区域,其速度就特别慢;穿过原子核就更慢;如果正好通过能量特别稀疏的区域,其速度就会特别快。
4、物体在温度很低时特别容易碎
是因为那时原子的能量收缩太厉害了,原子间有的区域能量密度太小,相互作用力就太小,因此特别容易断裂,即物体容易碎。
5、超导现象,就是一些物质在温度特别低时,会突然间没有电阻,电流几乎不会消耗。
温度特别低时,超导体中可能形成了一个像隧道一样的通道,这个通道里没有原子(原子排列在通道周围),电场和磁场也特别稀薄,电子在这里运动时就像在真空中运动一样,不会碰到任何东西,所以电流不会减弱。
(人民报首发)
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文章网址: http://www.renminbao.com/rmb/articles/2025/8/21/91944.html |
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