Мы занимаемся электростатикой на моем уроке физики и только что закончили обсуждение того факта, что одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются. У меня есть смутное представление о том, что заряд определяется нечетным числом протонов/электронов. Но как работают заряды? Какова механика притяжения и отталкивания на атомном уровне?
На атомном уровне у вас есть заряженные частицы, которые притягиваются и отталкиваются друг от друга в зависимости от их электрических зарядов посредством тех самых электростатических взаимодействий, о которых вы только что узнали.
Электромагнитное взаимодействие является фундаментальным и не может быть объяснено ничем другим; вы можете притворяться, что объясняете это другими способами, но в конечном итоге это приводит к круговым рассуждениям. Есть причина, по которой электромагнетизм является фундаментальным взаимодействием — это просто то, что происходит.
Однако, как обычно (если поменять местами заряды на магниты), Фейнман объясняет это лучше всего в классическом интервью Фейнмана о магнитах и вопросе «почему?». вопросов , так что я буду беззастенчиво воровать из стенограммы :
это те же электрические отталкивания, которые участвуют в том, чтобы держать палец подальше от стула, потому что это электрические силы в мельчайших и микроскопических деталях. [...] Оказывается, что магнитная и электрическая сила, с помощью которой я хочу объяснить это отталкивание, в первую очередь является тем, что в конечном итоге является более глубокой вещью, с которой мы должны начать, чтобы объяснить многие другие вещи, которые все просто приняли бы. Вы знаете, что не можете просунуть руку через стул; это само собой разумеющееся. Но то, что вы не можете просунуть руку сквозь стул, если присмотреться повнимательнее, включает в себя те же силы отталкивания, которые проявляются в магнитах. [...]
Это сила, которая присутствует все время и очень распространена, и является основной силой почти - я имею в виду, что я мог бы пойти немного дальше, если бы я пошел более технично, - но на раннем уровне я просто должен сказать вам, что это будет одной из вещей, которые вы просто должны принять как элемент мира: существование магнитного отталкивания или электрического притяжения, магнетического притяжения.
Я не могу объяснить это влечение чем-то другим, что вам знакомо. Например, если бы мы сказали, что магниты притягиваются, как резинки, я бы вас обманул. Потому что они не связаны резинками. Я скоро буду в беде. И, во-вторых, если бы вам было достаточно любопытно, вы бы спросили меня, почему резиновые ленты имеют тенденцию снова стягиваться, и я бы закончил тем, что объяснил это с точки зрения электрических сил, которые я пытаюсь использовать в своей работе. резинки для объяснения. Итак, я очень сильно сжульничал, видите ли. Поэтому я не смогу дать вам ответ на вопрос, почему магниты притягиваются друг к другу, кроме как сказать вам, что они притягиваются.
И сказать вам, что это один из элементов в мире — есть электрические силы, магнитные силы, гравитационные силы и другие, и это некоторые из частей. Если бы вы были студентом, я мог бы пойти дальше. Я мог бы сказать вам, что магнитные силы очень тесно связаны с электрическими силами, что связь между силами гравитации и электрическими силами остается неизвестной и так далее. Но я действительно не могу сделать хорошую работу, любую работу по объяснению магнитной силы с точки зрения чего-то другого, с чем вы более знакомы, потому что я не понимаю ее с точки зрения чего-то другого, с чем вы более знакомы.