Starke Interaktion – Starke Kraft
Die starke Wechselwirkung oder starke Kraft ist eine der vier fundamentalen Kräfte und beinhaltet den Austausch der als Gluonen bekannten Vektorbosonen . Im Allgemeinen ist die starke Wechselwirkung eine sehr komplizierte Wechselwirkung, da sie sich mit der Entfernung erheblich ändert. Die starke Kernkraft hält die gewöhnliche Materie zusammen, weil sie Quarks in Hadronenteilchen wie Protonen und Neutronen einschließt . Darüber hinaus ist die starke Kraft die Kraft, die einen Kern gegen die enormen Abstoßungskräfte ( elektromagnetische Kraft) zusammenhalten kann) der Protonen ist in der Tat stark. Aus dieser Sicht müssen wir unterscheiden zwischen:
- Grundlegende starke Kraft. Die starke Grundkraft oder die starke Kraft ist eine Kraft mit sehr kurzer Reichweite (weniger als etwa 0,8 fm, der Radius eines Nukleons), die direkt zwischen Quarks wirkt . Diese Kraft hält Quarks zusammen , um Protonen, Neutronen und andere Hadronenteilchen zu bilden. Die starke Wechselwirkung wird durch den Austausch von masselosen Partikeln vermittelt, die als Gluonen bezeichnet werden und zwischen Quarks, Antiquarks und anderen Gluonen wirken.
- Verbleibende starke Kraft. Die verbleibende starke Kraft, auch als Kernkraft bezeichnet , ist eine Kraft mit sehr geringem Wirkungsbereich (etwa 1 bis 3 fm), die Neutronen und Protonen in Kernen zusammenhält. In Kernen wirkt diese Kraft der enormen abstoßenden elektromagnetischen Kraft der Protonen entgegen. Der Begriff Residuum ist mit der Tatsache verbunden, dass es sich um das Residuum der fundamentalen starken Wechselwirkung zwischen den Quarks handelt, aus denen die Protonen und Neutronen bestehen. Die verbleibende starke Kraft wirkt indirekt durch die virtuellen π- und ρ-Mesonen , die die Kraft zwischen den Nukleonen übertragen, die den Kern zusammenhalten.
Elektromagnetische Wechselwirkung – Elektromagnetische Kraft
Die elektromagnetische Kraft ist die Kraft, die für alle elektromagnetischen Prozesse verantwortlich ist. Es wirkt zwischen elektrisch geladenen Teilchen. Es ist eine Kraft mit unendlicher Reichweite, die viel stärker als die Gravitationskraft ist und dem umgekehrten Quadratgesetz folgt, aber weder Elektrizität noch Magnetismus addieren sich so wie die Gravitationskraft. Da es positive und negative Ladungen (Pole) gibt, heben sich diese Ladungen gegenseitig auf. Der Elektromagnetismus umfasst die elektrostatische Kraft, die zwischen ruhenden geladenen Teilchen wirkt, und die kombinierte Wirkung von elektrischen und magnetischen Kräften, die zwischen sich relativ zueinander bewegenden geladenen Teilchen wirken.
Das Photon , das Quanten der elektromagnetischen Strahlung , ist ein Elementarteilchen, das der Kraftträger der elektromagnetischen Kraft ist. Photonen sind Eichbosonen ohne elektrische Ladung oder Ruhemasse und mit einer Spineinheit. Allen Photonen gemeinsam ist die Lichtgeschwindigkeit , die universelle Konstante der Physik. Im leeren Raum bewegt sich das Photon mit c ( Lichtgeschwindigkeit – 299 792 458 Meter pro Sekunde ).
Kräfte zwischen statisch elektrisch geladenen Partikeln unterliegen dem Coulombschen Gesetz . Mit dem Coulombschen Gesetz kann die Kraft zwischen geladenen Teilchen (z. B. zwei Protonen) berechnet werden. Die elektrostatische Kraft ist direkt proportional zu den elektrischen Ladungen der beiden Partikel und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den Partikeln. Das Coulombsche Gesetz wird als folgende Gleichung angegeben.
Sowohl das Coulomb-Gesetz als auch die Magnetkraft sind im Lorentz-Kraftgesetz zusammengefasst. Grundsätzlich sind sowohl magnetische als auch elektrische Kräfte Ausdruck einer Austauschkraft, an der der Austausch von Photonen beteiligt ist.
Die elektromagnetische Kraft spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der inneren Eigenschaften der meisten Gegenstände des täglichen Lebens. Die chemischen Eigenschaften von Atomen und Molekülen werden durch die Anzahl der Protonen bestimmt, und zwar durch die Anzahl und Anordnung der Elektronen .
Starke Kraft gegen elektromagnetische Kraft
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