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第1313章 渊天宫150（第1页）

粒子自旋通常都会使它带有磁矩，这样它就像一块小磁铁，在有梯度的磁场中它就会受力偏转（打到接收屏上后一般都明显地分为上下两条曲线，不是连续的一片）。这应该属于间接测自旋吧。自旋不仅在大小上是固定不变的，它在空间的任意方向上的投影的大小也只能取两个固定的数值——±sh。这两点都与宏观物体的旋转大不相同，后者的角动量不论是总的大小还是它在某方向上投影的大小都是连续可变的，而粒子则是固定的或量子化的。由于粒子没有“形状”和“大小”，其“自转线度”和“自转角度”都是没有意义的。

粒子的自旋是除了它的三维外部空间的自由度以外的内部空间的第四个自由度，这个自由度上只有±sh这两个分立的取值。不像空间坐标那样可以连续取值。最初是实验逼得人们认识到这一点的，后来狄拉克构建了着名的狄拉克方程，这是一个关于自由带电粒子的满足狭义相对论要求——在洛仑兹变换下不变的波动方程，它自动给出了电子的自旋及其分量的分立取值。

量子力学给出的诸多结论连同量子力学本身都是匪夷所思的。玻尔曾说“如果谁没被量子力学搞得头晕，那他就一定是不理解量子力学。”爱因斯坦说“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论，但依然不明白。”费曼说“我们知道它如何计算，但不知道它为何要这样去计算，但只有这样去计算才能得出既有趣又有意义的结果。”

弱力与强力一、强力原子核由带正电的质子和中子组成，它们聚集在约1o^（-15）m的范围内，为什么质子正电荷之间的库仑排斥力没有使核子飞散开来呢？那是因为核子之间存在一种能压服库仑斥力的强相互作用力――强力或核力。在原子核的尺度内强力比库仑力大得多，但强力是短程力，核子间的距离大于2x1o^（-15）m时，强力很快下降消失，核子间的距离在（1-2）x1o^（-15）m之间，核力表现为吸引力，小于1x1o^（-15）m又表现为斥力，且随距离的减小斥力迅增大。强力对维持稳定的原子核有重大的作用。

二、弱力在基本粒子之间还存在另一种短程相互作用力，弱力的作用距离比强力更短，作用力的强度仅为强力的1o^（-13）倍。弱力在b衰变中起重要作用，b衰变中放出电子和中微子，电子和中微子之间只有弱力作用。弱力也存在其它基本粒子之间。

电磁相互作用力是带电荷粒子或具有磁矩粒子通过电磁场传递着相互之间的作用。

电磁相互作用力（英语e1eneteticforce）是处于电场、磁场或电磁场的带电粒子所受到的作用力。大自然的四种基本力中，电磁力是其中一种，其它三种是强作用力、弱作用力、引力。光子是传递电磁力的媒介。在电动力学里，电磁力称为洛伦兹力。延伸至相对论性量子场论，在量子电动力学里，两个带电粒子倚赖光子为媒介传递电磁力。带电粒子是带有净电荷的粒子。电荷是基本粒子的内秉性质。只有带电粒子或带电物质（带有净电荷的物质）才能够感受到电磁力，也只有带电粒子或带电物质才能够制成电场、磁场或电磁场来影响其它带电粒子或带电物质。

对于决定日常生活所遇到的物质的内部性质，电磁力扮演重要角色。在物质内部，分子与分子之间彼此相互作用的分子间作用力，就是电磁力的一种形式。分子间作用力促使一般物质呈现出各种各样的物理与化学性质。由于电子与原子核分别带有的负电荷与正电荷，它们彼此之间会以电磁力相互吸引，使得电子移动于环绕着原子核的原子轨道，与原子核共同组成原子。分子的建构组元是原子。几个邻近原子的电子与电子、电子与原子核、原子核与原子核，以电磁力彼此之间相互作用，主导与驱动各种化学反应，因此促成了所有生物程序。

在静电学里，场源电荷所产生的电场与试探距离的平方成反比，所以电场力与试探距离的平方成反比。在静磁学里，无法获得类似结果，因为只有移动中的电荷才会产生磁场，而移动中的点电荷无法构成平稳电流，无法用必欧-沙伐定律正确地计算出磁场。在电动力学里，应用推迟势概念，可以推导出必欧-沙伐点电荷定律。这定律给出，移动中的场源电荷所产生的电场、磁场与试探距离的平方成反比。所以，电磁力遵守平方反比定律。

作用与反作用定律又分为两种版本强版本和弱版本。这里，第三定律所表述的是“弱版作用与反作用定律”。而“强版作用与反作用定律”，除了弱版作用与反作用定律所要求的以外，还要求作用力和反作用力都作用在同一条直线上。万有引力与静电力都遵守强版作用与反作用定律。可是，在某些状况下，作用力和反作用力并不同线（两作用点的连线）。

设想两个呈平移运动的电荷，其平移度相同，但并不垂直于两电荷的连线。由于必欧-沙伐点电荷定律与洛伦兹力定律计算出的作用力和反作用力并不同线，这一对电磁力只遵守弱版牛顿第三运动定律。若两移动的电荷，其移动的度互相垂直，则它们各自感受到的电磁力不遵守弱版牛顿第三运动定律。

电磁力是四种基本交互作用中的一种，其他的基本交互作用有弱交互作用，影响所有费米子，即所有自旋为半奇数的粒子，而弱交互作用会影响所有费米子，次原子粒子的放射性衰变就是由它引起（在粒子物理学中，弱交互作用和电磁力可以用电弱相互作用来描述）。

强交互作用，束缚夸克形成核子，束缚核子形成原子核。

重力所有其他的力（例如摩擦力）都是由这些粒子运动带来的基本交互作用及动量而来。

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