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* §1.3 场与物质的相互作用 一、场的基本性质 场与物质的相互作用一般表现为不同形式的相互作用力,如:引力场中的引力、电磁场中的电磁力。 (1)场是传递物质间相互作用的媒质 可叠加性:相同性质的场在空间某一点可相互叠加。 (2)场具有独立性和可叠加性 独立性:空间某一点可以有各种不同的场同时存在,它们保持各自独立存在的特征; (3)描述场存在及其大小有不同的特征指标 速度梯度 速度场 场强、磁感应强度 电场、磁场 万有引力 引力场 (4)势是描述场与物质相互作用的重要物理量 与场发生相互作用的宏观实物或微观粒子,与场相互作用力是保守力(这种力做功只与路径的起点和终点的位置有关,而与路径无关)。如静电场、重力场等都是保守场。引入“势”的概念。 保守场: 非保守场: 不具备上述特征的场即为非保守场,如稳恒磁场。 二、物质相互作用形式 (1)电磁相互作用;(2)万有引力相互作用; (3)强相互作用; (4)弱相互作用。 将自然界物质间的相互作用归结为以下四种: 强子,轻子 光,胶子,重子 一切物体 强子,e,μ,τ,γ 作用对象 约90GeV 假定为0 未知 0 媒介粒子质量 中间玻色子W±,Z0 胶子g1~g8 引力子 光子γ 媒介粒子 10-10 s 10-23 s 10-16~10-20 s 典型衰变时间 10-13 1 10-38 10-2 相对强度 10-16m 10-15m 长程 长程 作用距离 弱相互作用 强相互作用 引力相互作用 电磁相互作用 相互作用类型 相关链接:自然界中的粒子 (1)人们从宇宙射线和加速器实验中发现了700多种粒子,其中绝大多数是强子: 强子: 重子: π介子、κ介子、η介子、ψ介子、ν介子、β 介子等(寿命约10-7 s) 核子: 超子: 自然界中的粒子 表中出现了粒子物理学中的一些概念,我们给出简单的分类: 介子: 中子、质子(它们是最轻、最稳定的重子) Λ、Σ、Ξ、Ω(质量比核子大,寿命约 10-10 s ) 4、将夸克束缚在一起的力是强相互作用,传递强相互作用的 粒子是胶子; 注: 1、重子是费米子(自旋为半整数);介子是波色子(自旋为整数); 2、π介子是最轻的介子,约为质子重量的 1/7 ,而较重的介子则达到质子重量 的10倍以上; 3、构成强子的基本粒子是夸克,夸克共有6种; *
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