دید کلی

برخی از ذرات بنیادی دارای بار الکتریکی هستند. مقدار این بار برای تمام ذرات ، یکسان بوده و با گذشت زمان ، تغییر نمی‌کند. بار الکتریکی بنیادی ، یک ثابت جهانی است و همیشه زمانی ظاهر می‌شود که برهمکنش های الکترومغناطیسی صورت می گیرند. در عمل به جای بار الکتریکی بنیادی e ، یک کمیت بدون بعد e^۲hc=1/137 که در برهمکنش های مغناطیسی قدرت جفت شدگی نام دارد ، لحاظ می‌شود.

قیاس برهمکنش الکترومغناطیسی و گرانشی

ذرات باردار ، منابع میدان الکترومغناطیسی و نیز پذیرنده اثرات آن هستند. خواص الکترومغناطیسی ذرات باردار به بارشان بستگی دارد. در حالیکه خواص مکانیکی آنها به جرمشان وابسته است. بار الکتریکی تنها می تواند یکی از دو مقدارe± را داشته باشد ، اما جرم در حال سکون آنها m_۰ در فاصله از صفر تا ۱۶۷۲Mev جای دارد.

جرم یک ذره هم گرانش خلق می کند و هم از میدان گرانشی تاثیر می‌پذیرد. گرانش و نیروی الکتریکی ، با فاصله r از ذرات به صورت m/r^۲ و e/r^۲ کاهش می‌یابند. با این وجود ، تفاوت های فاحشی بین این دو نیرو که هر دو از یک ذره سرچشمه می‌گیرند وجود دارد. در اتم هیدروژن نسبت نیروی الکتریکی به گرانشی ۱۰^۳۶ است. برای نیروی الکتریکی هم جاذبه و هم دافعه مطرح است در صورتی که در برهمکنش گرانشی اجرام همدیگر را جذب می‌کنند.

جایگاه برهمکنش الکترومغناطیسی

بار الکتریکی متحرک ، میدان مغناطیسی تولید می‌کند. در حقیقت نیروی مغناطیسی بین دو بار متحرک صورتی از نیروی الکتریکی بین بارهاست. از دیدگاه الکترودینامیک هر دو نیروی الکتریکی و مغناطیسی ماهیت یکسان داشته و منشا ثابتی دارند و تحت عنوان نیروی الکترومغناطیسی مطرح هستند. در نتیجه برهمکنش الکترومغناطیسی ، تمایل شدیدی به خنثی شدن در طبیعت وجود دارد. به خاطر این تمایل ، برهم کنش‌های الکترومغناطیسی در ساختمان بزرگ مقیاس جهان ، در رتبه دوم حائز اهمیت است. گرانش ، نیروی اصلی است که به اجرام بزرگ سماوی شکل داده و آن سیستمها را یکپارچه نگه می‌دارد.

نقش دو جانیه و پیچیده نیروهای الکترومغناطیسی بین هسته و الکترونها و در میان خود الکترونها ، طیف و خواص شیمیایی اتم را تعیین می‌کند. عدم تعادل بار بین پروتونهای هسته و الکترونهای پوسته و باقیمانده آن ، نشاندهنده نیروهای شیمیایی است. وقتی اتم ها ، مولکول را می‌سازند ، نیروهای شیمیایی که منشا الکترومغناطیسی دارند ، اشباع می‌شوند. بنابراین ، حتی در مولکولها نیز بخش کوچک و ضعیفی از نیروهای الکترومغناطیسی «نیروی واندروالسی) بر جا می‌ماند تا ماده را در سطوح ساختمانی منظم و منسجمی ، سازمان دهد.

برهمکنش الکترومغناطیسی معرف گرانش

نیروهای ضعیف بین مولکولی واندروالس ، در اصل یک نیروی جاذیه الکتروستاتیکی مربوط به گشتاور دو قطبی است که ممکن است دائمی یا القایی باشند. این ساختمانها تا رسیدن به شکل بلوری ، از بلور به تخته سنگ و از تخته سنگ‌ها به سیارکها ، اقمار و سیارات ، ادامه می‌یابند و هر قدر جرم جسم افزایش می‌یابد ، گرانش اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. تا اینکه در سیارات و اقمار به نیروی بزرگی تبدیل می‌شود.

نقش برهمکنش الکترومغناطیسی در تکامل ستارگان

اگر چه ستارگان در نتیجه وجود جاذبه گرانشی بین ذرات بنیادی سازنده ، خود یکپارچه نگه داشته می‌شوند ، اما برهمکنش الکترومغناطیسی بین ذرات باردار تشکیل دهنده جسم نیز نقش مهمی در ساختمان و تکامل ستارگان ایفا می‌کنند.

آهنگ تولید انرژی در داخل ستارگان ، از طریق نیروهای دافعه الکتریکی بین هسته هایی که با هم برخورد می‌کنند ، کنترل می‌شود. انرژی که از طریق واکنش های گرما هسته‌ای در نواحی مرکزی ستاره تولید می‌شود به وسیله تابش به سطح خارجی ستاره انتقال می‌یابد. این انتقال ، شامل زنجیره بسیار طولانی از فرایندهای متناوب جذب و نشر ، یعنی برهمکنش الکترومغناطیسی بین فوتونها و پلاسمای ستاره‌ای است.

در عمل با نزول تدریجی فوتونها ، انرژی بقا داشته و بنابراین آنتروپی افزایش می‌یابد. از جو ستاره ، مقادیری انرژی به شکل فوتون ، یعنی کوانتای میدان الکترومغناطیسی ، به فضای بین ستاره‌ای اطراف گسیل می‌شود. که این ذرات بدون جرم ، برهمکنش های متفاوتی را سبب می‌شوند و در تمام برهمکنش‌ها قوانین بقا را رعایت می‌کنند. با این حال اکثر اندر‌کنش های فوتونی و پدیده‌های ایجاد شده به توسط برهمکنش الکترومغناطیسی قابل تحلیل و بررسی است.

همچنین در ریسمونک بخوانید:

روش یافتن مد – به زبان ساده