o formă specială de materie; nat. sistem cu un număr infinit de grade de libertate. Exemple de P. f. pot fi de e-mag și gravitație. câmp, câmp otravă. forțe, precum și câmpurile de undă (cuantificați) dec corespunzătoare. ALE. Tsam hr.
Conceptul de câmpuri (electrice. Și magneziu.) A fost introdus Engl. om de știință Michael Faraday (30-e. 19.). Conceptul a fost o teorie renaștere a rază scurtă de acțiune (a se vedea. Interaction) Fondatorul a fost un roi francez. om de știință R. Descartes (primul etaj. 17 in.). În 60-e. 19. Eng. fizicianul George. Maxwell a dezvoltat ideea de Faraday a e-mag. domeniu și formulate matematic legile sale (ecuațiile lui Maxwell).
Conform conceptului, domeniile implicate în Corolarul luată h-gical crea la fiecare punct în jurul lor, a făcut în stare special - un câmp de forță, care se manifestă în impactul puterii asupra altor h gical, plasat în SUCESIUNE. punct de Prospect Island. Inițial a prezentat mecaniciste. interpretarea câmpului ca un stres elastic ipotetic. mediu - "ester". Teoria relativității, a respins „eter“, ca un mediu elastic special, în același timp, a dat Fundam. sensul conceptului de P. f. ca Phys primare. realitate. Conform teoriei relativității, viteza de propagare a oricăror-conse- luate nu poate depăși viteza luminii în vid. Prin urmare, într-un sistem de interacțiune piese-Fi putere. care funcționează la un moment dat în SUCCESIUNEA Sistemul h-tsu nu este determinată de locația etc .. h-fi în același moment de timp, t. e. schimbarea poziției o oră-tzu îi afectează pe ceilalți. h-ce imediat, dar după o anumită perioadă de timp. Astfel. Corolar luat-h-i, rel. Viteza-ryh comparabilă cu viteza luminii, este posibil să se descrie doar câmpurile generate de acestea.
P. f. nu efectuează numai între luat-Corolarului hr Tsami; pot exista și manifesta liber P. f. indiferent de cine le-a creat o oră n (de ex. undei electromagnetice.). Prin urmare, este clar că acestea ar trebui să fie considerate ca o formă specială a materiei.
Fiecare Corolar luate de tip pentru a satisface natura specifică a P. f. Descriere P. f. în clasic. (Non-cuantică) Teoria câmpului este făcută de unul sau mai multe. câmp (continuă) p-tiile, în funcție de coordonatele punctului (x, y, z), într-un câmp roi vizualizat și timpul (t). Deci, e-mag. câmp poate fi descrisă pe deplin de cele patru p-tiile: potențial j scalar (x, y, z, t) și vector potențial A (x, y, z, t), la- constituie împreună un vector cu patru dimensiuni spațiu-timp . tensiune electrică. și magneziu. câmpuri sunt exprimate în termeni de derivați ai p-tiile. În general, numărul de p-tiile independente definite de numărul ext. grade de libertate h-i corespunde unui anumit domeniu (cm. mai jos), de exemplu. spin de spin izotopică etc. Conceptul general - .. poate fi de câmp p-tiile scriere - (. Principiul superpoziției și invarianță ecartament de câmp magn exemplu eV) Cerințe invarianta relativiste anumitor ipoteze mai specifice. expresie pentru acțiunea și folosind principiul de acțiune pentru a obține cel puțin dif. din ecuația definirii câmpului. Valorile f-tiile în fiecare domeniu Dep. punct poate fi considerat drept coordonate generalizate P. f. Prin urmare, P. f. Ea a reprezentat fizică. sistem cu un număr infinit de grade de libertate. Conform regulilor generale ale mecanicii poate obține o expresie pentru puls generalizate P. f. și pentru a găsi densitatea de energie, pulsul și câmpul de numărare timp de mișcare.
Experiența a demonstrat (pentru prima mag eV. Field) că energia și impulsul câmpului variază Tr. mod, t. e. P. f. se poate asocia o anumită oră ci (câmp ex-magn eV - .. fotoni gravitațională - gravitonii). Aceasta înseamnă că descrierea P. f. cu teren f-tiile yavl. doar o aproximare, având un anumit interval de aplicabilitate. Pentru contul Tr. Sf Insula P. f. (R. F. construi cuantice. Teoria Field), este necesar să se ia în considerare coordonatele generalizate și impulsurile P. f. nu numere, și operatori, pentru care îndeplinesc anumite relații de comutație. (În mod similar, trecerea de la un clasic. Pentru a mecanicii cuantice. Mecanica.)
În cuantică. Mecanica a demonstrat ca un sistem de interacțiune pieselor n poate fi descrisă printr-un anumit cuantum-cerned. câmp (al doilea cuantizare). Astfel. nu numai pentru fiecare PF. corespund anumitor gical ore, dar pe de altă parte, toate cunoscute h-Tsam corespund smoală cuantificată. Acest fapt yavl. o manifestare a dualitatea undă-particulă de materie. câmp cuantizată descrie distrugerea (sau având) h-i și în mod simultan (anihilare) antiparticulă. câmp Astfel yavl. de ex. câmp electron-pozitron in cuantum. electrodinamică.
Tipul de relații comutației domeniu depinde de operatorii de spin h-i corespund unui anumit domeniu. Așa cum se arată franci elvețieni. fizician Pauli (1941), pentru h-i cu operatorii de spin întreg naveta câmp și-h gical Bose Obey - statistici Einstein și pentru h-i spin jumătate de întreg - anticommute și hr corespunzător gical Obey Fermi - statistici Dirac. Dacă-h gical ascultă Bose - (. De exemplu fotoni și gravitonii) Einstein, în același cuantum. statul poate fi o mulțime (în limita - un număr infinit) h c.
În această limită, Miercuri valoare cuantică. câmpuri devin ordinare clasice. câmp (de ex. în clasica. magneziu eV. și gravitatea. domeniile descrise de pian continuă a coordonatelor și a timpului). Pentru câmpurile corespunzătoare h-Tsam cu rotire pe jumătate întreg, corespunzător clasic. câmp nu există.
- nat. sisteme cu infinit mai multe grade de libertate. Referitor la acest sistem, nat. Valorile nu sunt localizate pe SUCCESIUNEA particule materiale individuale cu un număr finit de grade de libertate, și distribuite în mod continuu pe o anumită zonă de roi spațiu. Exemple de astfel de sisteme pot fi gravitația. și e-mag. câmp și câmpul val al particulelor în fizica cuantică (dar electron-pozitron, mezon și m. p.). Pentru o descriere a P. f. la un moment dat trebuie să fie setat una sau mai multe. nat. valori la fiecare punct al zonei în care există un câmp, adică. e. setați câmpul f-TION. In timp ce noi vorbim despre procese non-relativiste, conceptul de câmp, nu poți intra. Ex. atunci când se analizează gravitatea. sau kulo raze interacțiunea a două particule pot fi considerate că puterea interacțiunii are loc numai în prezența ambelor particule, presupunând că spațiul din jurul particulelor nu joacă un rol deosebit în transmiterea interacțiunii. Această reprezentare corespunde conceptului cu rază lungă, sau acțiunea de la distanță. Conceptul de rază lungă de acțiune, cu toate acestea, este o aproximare numai în cazul nonrelativista echivalent fizic noțiunea că efectul de încărcare se manifestă numai prin plasarea 2 minute, particulele de testare într-o regiune a spațiului, ale cărui proprietăți sunt deja modificate de prezența 1 particule. Interacțiunea cu treptat transmise, de la un punct la altul, într-un astfel de spațiu alterat. Acest lucru înseamnă că prima particula creează în jurul valorii de sine forța de gravitație. sau electrice. câmp. Acest concept este confirmat de rază scurtă de acțiune atunci când se analizează procesele relativiste. În acest caz, t. E. Atunci când conduceți surse, la o viteză comparabilă cu viteza de transmisie de interacțiune, pentru a vorbi despre o acțiune pe distanțe lungi nu mai este posibilă. Și anume, schimbarea de stat este însoțită de o singură particulă, în general, o schimbare în energia și impulsul său, și schimbarea în vigoare care acționează asupra celeilalte. Particula are loc numai după un interval de timp finit. Acțiuni de energie și impuls, și a aruncat o singură particulă nu este adoptat două aparțin în acest timp transferul de domeniul lor. Domeniul care transportă interacțiune. este, adică. pe. în sine nat. realitate.
Conceptul este domeniu aplicabil pentru descrierea proprietăților oricărui mediu solid. Dacă vom compara cu fiecare punct al mediului este determinată de starea sa de fiz. Valorile (py-rate, presiune. tensiune și m. p.), atunci obținem aceste valori de câmp. În acest caz, rolul unui mediu elastic pentru transmiterea de interacțiune este evidentă. Urilor de inițializare. greu de imaginat nemehanich. mediu capabil să transfere energie și impuls generat în dec. mecanic. Modelul ester ca magn transport eV mediu. interacțiune. Cu toate acestea, toate mecanice. Modelul eter contrazice principiul relativității a lui Einstein (a se vedea. teoria relativității), și au fost abandonate.
Cel mai simplu tip de mișcare a câmpului - unda, to-cerned câmp f-TION variază periodic în timp și din loc în loc. In general, orice stare a câmpului este convenabil reprezentat ca o superpoziție de valuri. mișcare Wave fenomene caracteristice ale difracției și interferență care sunt imposibile în clasice. particule de mecanica. C. și colab. Părțile dinamice. caracteristici (energie. impuls și t. d.) valuri „răzuit“ în spațiu, mai degrabă decât localizate, ca în clasic. particule.
Această juxtapunere de undă și particulă proprietăți inerente clasice. mecanică, reflectate în ea ca calități. diferența dintre PF. și particule. Cu toate acestea, experiența arată că la distanțe mici, pe scara atomica, această diferență dispare: zero proprietăți ale particulelor detectate (a se vedea de exemplu, efectul Compton ..) Particulele - unda (vezi particula difracția.).
Mecanica cuantică atribuie fiecărui câmp val de particule Fct dând distribuție diferite legate de fiz particulelor. măreție. Conceptul este principalul domeniu pentru a descrie proprietățile particulelor elementare și interacțiunile lor. Scopul final în acest caz - determinarea proprietăților particulelor de câmp ur-TION și relațiile de comutare care definesc proprietățile cuantice ale materiei. Posibile depozite de vedere ur de câmp limitat de principii de simetrie și invarianta care sunt o generalizare a experimentale. date. Lorenz-covarianță, de ex. Este nevoie ca unda particule fct transformate prin reprezentări ireductibile ale grupului Lorentz. Astfel de reprezentări sunt infinit de multe, dar numai unele dintre ele sunt realizate în natură și corespunde uneia sau alteia dintre particule elementare. Naib utilizate efectiv. simple, câmpurile ur-TION, care sunt locale și renormabil. Încercările de a construi teorii care nu îndeplinesc aceste cerințe, - neliniare, non-locale, etc. teorii de teren - .. atrage după sine revizuirea unui număr de principii importante, semnificative la naț. Teoria interpretării (principiul superpoziției, pozitiv val rata de Fct și t. d.).
Lit:. LD Landau și Lifshitz, E. M. Teoria Campului, 7 ed. M. 1988; Bogolyubov N. N. Shirkov D. V. Introducere în teoria câmpurilor cuantice, 4th ed. M. 1984; Foundations Medvedev BV de Fizică Teoretică, Moscova 1977; Bogolyubov N. N. Shirkov D. V. Quantum Fields, M. 1980.