Про эту вашу физику (СИ)

Что же такое электромагнетизм? В самом простом случае, который нас собственно и интересует, это такое явление, при котором противоположно заряженные частицы притягиваются, а частицы с одинаковым зарядом отталкиваются. То есть электрон избегает другого электрона, но тянется к протону именно из-за электромагнитного взаимодействия.

Важная ремарка: ни мы и никто другой не знает, что такое заряд на самом деле. Мы наблюдаем заряды в виде взаимодействия заряженных частиц, но природа заряда науке пока не известна. Впрочем, если открыть интернет, то там найдутся те, кому всё понятно, у кого очевидными причинами заряда являются торсионные вихри, тороидальные сущности, эфирные осцилляции по вектору «взад-вперед» и так далее. Надеемся, вы уже понимаете, в какую сторону нужно разворачивать диван, встречая подобные открытия!

Но каким образом заряды притягиваются или отталкиваются? Оказывается, что между двумя частицами, находящимися на определенном расстоянии друг от друга, происходит что-то вроде обмена кое-чем материальным, а не эфирным. И в случае с электромагнитными силами обмен этот производится частицей-переносчиком, которая известна под именем «фотон».

Да-да, квант электромагнитного поля, частица электромагнитного взаимодействия — это старый добрый фотон, который летит с максимально возможной в этой Вселенной скоростью и излучается из каждой лампочки и звезды.

Чтобы представить, как именно происходит электромагнитное взаимодействие, возьмем игроков в бадминтон. Хорошая игра, расслабляет, нервничать не надо, движение какое-никакое. Профилактика геморроя опять же. Представьте, что вы (здоровый мужик) играете в бадминтон с таким же здоровяком. Пол у вас одинаковый (как заряд у двух электронов), и вы друг другу не очень симпатичны. Ваш воланчик — это фотон, который вы отбиваете ракетками. Чем ближе вы подбираетесь друг к другу, тем сильнее вы отбиваете воланчик, желая победить соперника, поэтому вам приходиться отступать, чтобы не проиграть партию. Две частицы с одинаковым зарядом, обмениваясь фотоном, расходятся подальше друг от друга, улавливаете?

А теперь наоборот! Если вы все тот же здоровый мужик, но играете в бадминтон с очаровательной дамой (две частицы с противоположными зарядами — электрон и протон), то, играя в бадминтон, вы слабее бьете по волану и непринужденно приближаетесь друг к другу, мечтая оказаться в интимной, так сказать, обстановке. Но вплотную, тем не менее, не подходите, потому что ракеткой можно получить по зубам — это больно, поверьте.

Фотоны, которые рождаются для взаимодействия между двумя заряженными частицами, называются «виртуальными». Грубо говоря, при обмене квантами поля немного нарушаются законы сохранения энергии, но экспериментально поймать фотон с поличным нельзя. Если мы вздумаем устроить виртуальной частице засаду, то она, взаимодействуя с приборами, превратится в обычную, и ничего противозаконного мы не обнаружим. Всё-таки там, на невероятно малых расстояниях, творится настоящая магия, отблески которой мы наблюдаем и ничего не понимаем.

Электромагнитное излучение существует не только при встрече частиц. Фотоны рождаются при распаде или столкновении массивных частиц (этим занимаются в коллайдерах) или во время ядерных реакций — вот почему опасна радиация: бодрые фотоны при распаде ядра вылетают наружу и разрушают ваши клетки как карточный домик. Когда говорят, что во время ядерной реакции выделилось некоторое количество энергии, вот эта «энергия» и есть фотоны — частицы электромагнитного взаимодействия.

Увы, не все в XXI веке знают, что фотон — это не только видимый свет, но он еще и радиоволны, ультрафиолет, а также — смертельное радиоактивное излучение (гамма-излучение). Клянемся лысиной Планка, что встречали людей, рассказывающих, что радиоволны и солнечный свет — это разные сущности ментальных планов тонких вселенных. Sic!

Однако вся разница в этих, казалось бы, настолько отличающихся физических явлениях лишь в длине волны (частоте) фотона. Если длина волны фотона БОЛЬШАЯ (то есть волна длинная), то у нас — радиоволна, если фотон колеблется чуть энергичнее (и соответственно длина волны меньше), то мы его видим в качестве света и его радужных цветов. Цвета — это всего лишь восприятие нашим глазом разных длин волн фотонов, причем очень ограниченное восприятие.

Если же длина волны фотона очень маленькая, а значит велика его частота и собственно энергия, то такой резвый фотончик запросто просветит вас насквозь (рентгеновские лучи — это тоже фотоны, ага).