อนุภาคจุด
อนุภาคจุดอนุภาคในอุดมคติ[ 1 ]หรืออนุภาคคล้ายจุด (หรืออนุภาคคล้ายจุด ) เป็นการทำให้เป็นอุดมคติที่ใช้ในฟิสิกส์คุณลักษณะที่กำหนดคือการขยาย ตัวเชิงพื้นที่ที่เล็กน้อย [ 2 ]หรือวัตถุที่การหมุนของตัวเองไม่เกี่ยวข้อง[ 3 ]อนุภาคจุดเป็นการแสดงที่เหมาะสมของวัตถุใดๆ เมื่อใดก็ตามที่ขนาด รูปร่าง และโครงสร้างของมันไม่เกี่ยวข้องในบริบทที่กำหนด ตัวอย่างเช่น จากระยะไกลพอ วัตถุที่มีขนาดจำกัดใดๆ จะดูและมีพฤติกรรมเหมือนวัตถุคล้ายจุด มวลจุดและประจุจุดเป็นสองกรณีทั่วไป เมื่ออนุภาคจุดมีคุณสมบัติแบบบวก เช่น มวลหรือประจุ มักจะแสดงทางคณิตศาสตร์ด้วยฟังก์ชันเดลต้าของ Diracในกลศาสตร์คลาสสิกโดยทั่วไปไม่มีแนวคิดเรื่องการหมุนของอนุภาคจุดรอบ "จุดศูนย์กลาง" ของมัน
ในกลศาสตร์ควอนตัมแนวคิดของอนุภาคจุดมีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กเพราะแม้แต่อนุภาคพื้นฐานที่ไม่มีโครงสร้างภายในที่ทราบ ก็ยังครอบครองปริมาตรที่ไม่เป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างระหว่างอนุภาคพื้นฐาน เช่นอิเล็กตรอนหรือควาร์กซึ่งไม่มีโครงสร้างภายในที่ทราบ และอนุภาคประกอบเช่นโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งมีโครงสร้างภายในประกอบด้วยควาร์ก บางครั้งอนุภาคพื้นฐานถูกเรียกว่า "อนุภาคจุด" โดยอ้างอิงถึงการขาดโครงสร้างภายในที่ทราบ แต่ในความหมายนี้แตกต่างจากที่กล่าวถึงในที่นี้
มวลจุด
มวลจุด ( มวลคล้ายจุด ) คือแนวคิด เช่น ในฟิสิกส์คลาสสิกของวัตถุทางกายภาพ (โดยทั่วไปคือสสาร ) ที่มีมวลไม่เป็นศูนย์ แต่โดยชัดเจนและเฉพาะเจาะจงแล้ว (หรือถูกคิดหรือจำลองว่าเป็น) เล็ก จิ๋ว (เล็กอย่างไม่มีที่สิ้นสุด) ในปริมาตรหรือมิติเชิงเส้นในทฤษฎีแรงโน้มถ่วง วัตถุที่ขยายออกไปสามารถประพฤติตัวเหมือนมวลคล้ายจุดได้แม้ในบริเวณใกล้เคียง ตัวอย่างเช่น วัตถุทรงกลมที่ปฏิสัมพันธ์กันในพื้นที่ 3 มิติซึ่งปฏิสัมพันธ์นั้นอธิบายได้ด้วยแรงโน้มถ่วงแบบนิวตันจะมีพฤติกรรม ตราบใดที่พวกมันไม่สัมผัสกัน ราวกับว่าสสารทั้งหมดของพวกมันกระจุกตัวอยู่ที่จุดศูนย์กลางมวล ของพวก มัน[ 4 ]อันที่จริง นี่เป็นความจริงสำหรับทุกสนามที่อธิบายด้วยกฎกำลังสองผกผัน[ 5 ] [ 6 ]
ค่าธรรมเนียมจุด
ในวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าก.ประจุจุดคืออนุภาคจุดที่มีประจุไฟฟ้าไม่ เป็นศูนย์ [ 7 ]นอกจากนี้ยังสามารถนิยามได้ว่าเป็นวัตถุที่มีประจุหรือตัวนำประจุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพเล็กกว่าระยะห่างจากวัตถุที่มีประจุอื่นมาก [ 8 ]สมการพื้นฐานของไฟฟ้าสถิตคือกฎของคูลอมบ์ซึ่งอธิบายแรงไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างประจุจุดสองจุด ผลลัพธ์อีกประการหนึ่งคือทฤษฎีบทของเอิร์นชอว์ระบุว่ากลุ่มของประจุจุดไม่สามารถคงอยู่ในสภาวะสมดุลสถิตได้โดยอาศัยปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าสถิตของประจุเพียงอย่างเดียวสนามไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับประจุจุดแบบคลาสสิกจะเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์เมื่อระยะห่างจากประจุจุดลดลงเข้าใกล้ศูนย์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองไม่ถูกต้องอีกต่อไปในขีดจำกัดนี้
ในกลศาสตร์ควอนตัม
ในกลศาสตร์ควอนตัมมีความแตกต่างระหว่างอนุภาคพื้นฐาน (หรือเรียกว่า "อนุภาคจุด") และอนุภาคประกอบอนุภาคพื้นฐาน เช่นอิเล็กตรอนควาร์กหรือโฟตอนเป็นอนุภาคที่ไม่มีโครงสร้างภายในที่ทราบ ในขณะที่อนุภาคประกอบ เช่นโปรตอนหรือนิวตรอนมีโครงสร้างภายใน อย่างไรก็ตาม ทั้งอนุภาคพื้นฐานและอนุภาคประกอบไม่ได้อยู่เฉพาะที่ในอวกาศ เนื่องจากหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กกลุ่มคลื่นของอนุภาค จะ ครอบครองปริมาตรที่ไม่เป็นศูนย์เสมอ ตัวอย่างเช่น ดูที่วงโคจรอะตอม : อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคพื้นฐาน แต่สถานะควอนตัมของมันก่อตัวเป็นรูปแบบสามมิติ
อย่างไรก็ตาม มีเหตุผลที่ดีที่อนุภาคพื้นฐานมักถูกเรียกว่าอนุภาคจุด แม้ว่าอนุภาคพื้นฐานจะมีกลุ่มคลื่นที่กระจายตัว แต่กลุ่มคลื่นนั้นก็สามารถแสดงได้ในรูปของการซ้อนทับเชิงควอนตัมของสถานะควอนตัมที่อนุภาคอยู่เฉพาะที่ นอกจากนี้ปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคยังสามารถแสดงได้ในรูปของการซ้อนทับของปฏิสัมพันธ์ของแต่ละสถานะที่อยู่เฉพาะที่ ซึ่งไม่เป็นเช่นนั้นสำหรับอนุภาคประกอบ เพราะอนุภาคประกอบไม่สามารถแสดงได้ในรูปของการซ้อนทับของสถานะควอนตัมที่อยู่เฉพาะที่ได้อย่างแม่นยำ ด้วยเหตุนี้ นักฟิสิกส์จึงสามารถพูดถึง "ขนาด" ที่แท้จริงของอนุภาคได้ นั่นคือ ขนาดของโครงสร้างภายใน ไม่ใช่ขนาดของกลุ่มคลื่น
ตัวอย่างเช่น สำหรับอิเล็กตรอน หลักฐานจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าขนาดของอิเล็กตรอนนั้นเล็กกว่า10 −18 ม . [ 9 ] (ไม่ควรสับสนกับรัศมีอิเล็กตรอนแบบคลาสสิกซึ่งแม้จะมีชื่อคล้ายกัน แต่ก็ไม่เกี่ยวข้องกับขนาดจริงของอิเล็กตรอน)
ดูเพิ่มเติม
- อนุภาคทดสอบ
- เบรน
- ประจุ (ฟิสิกส์) (แนวคิดทั่วไป ไม่จำกัดเฉพาะประจุไฟฟ้า )
- แบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค
- ภาวะทวิลักษณ์ของคลื่นและอนุภาค
หมายเหตุและเอกสารอ้างอิง
หมายเหตุ
- ↑ Ohanian, HC; Markert, JT (2007). ฟิสิกส์สำหรับวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์เล่ม 1 ( ฉบับที่ 3). Nortonหน้า 3. ISBN 978-0-393-93003-0.
- ↑ Udwadia, FE; Kalaba, RE (2007). Analytical Dynamics: A New Approach . Cambridge University Press . หน้า1. ISBN 978-0-521-04833-0.
- ↑ Sears, F. W., Zemansky, M. W. (1963). ฟิสิกส์มหาวิทยาลัย. สหรัฐอเมริกา: Addison-Wesley Publishing Company.
- ↑ Fowles, Grant R; Cassiday, George L. กลศาสตร์เชิงวิเคราะห์ §6.2 แรงโน้มถ่วงระหว่างทรงกลมสม่ำเสมอและอนุภาค
- ↑นิวตัน, ไอ. (1999). เดอะ ปรินซิเปีย: หลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติแปลโดย โคเฮน, ไอ.บี.; วิทแมน, เอ. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียหน้า 956 (ข้อเสนอที่ 75, ทฤษฎีบทที่ 35). ISBN 0-520-08817-4.
- ↑ I. Newton, A. Motte, J. Machin (1729), หน้า 270–271. Newton, I. (1729). หลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติแปลโดย Motte, A.; Machin, J. Benjamin Motteหน้า270–271 .
- ↑ Snieder, R. ( 2001). คู่มือแนะนำวิธีการทางคณิตศาสตร์ สำหรับวิทยาศาสตร์กายภาพสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์หน้า196–198 ISBN 0-521-78751-3.
- ↑ Srinivasan, MV (2025). ฟิสิกส์ ภาค 1.สภาวิจัยและฝึกอบรมการศึกษาแห่งชาติ (NCERT). หน้า20. ISBN 978-81-7450-631-3.
- ↑ "ความแม่นยำช่วยระบุคุณสมบัติแม่เหล็กของอิเล็กตรอน" 4 ตุลาคม 2549
บรรณานุกรม
- C. Quigg (2009). "อนุภาคพื้นฐาน" . สารานุกรมอเมริกานา . Grolier Online . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2013-04-01 . สืบค้นเมื่อ2009-07-04 .
- SL Glashow (2009). "Quark" . Encyclopedia Americana . Grolier Online . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2013-04-01 . สืบค้นเมื่อ2009-07-04 .
- M. Alonso; EJ Finn (1968). ฟิสิกส์พื้นฐานระดับมหาวิทยาลัย เล่มที่ 3: ฟิสิกส์ควอนตัมและสถิติ . Addison-Wesley . ISBN 0-201-00262-0.
อ่านเพิ่มเติม
- Cornish, FHJ (1965). "ทฤษฎีการแผ่รังสีแบบคลาสสิกและประจุจุด". Proceedings of the Physical Society . 86 (3): 427– 442. Bibcode : 1965PPS....86..427C . doi : 10.1088/0370-1328/86/3/301 .
- Jefimenko, Oleg D. (1994). "การคำนวณโดยตรงของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของประจุไฟฟ้าแบบจุดที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่" American Journal of Physics . 62 (1): 79– 85. Bibcode : 1994AmJPh..62...79J . doi : 10.1119/1.17716 .
ลิงก์ภายนอก
สื่อที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคจุดในวิกิมีเดียคอมมอนส์