Wir beschäftigen uns in meiner Physikklasse mit Elektrostatik und haben gerade die Tatsache besprochen, dass sich gleiche Ladungen abstoßen, während sich ungleiche Ladungen anziehen. Ich habe eine vage Vorstellung, dass eine Ladung durch eine ungerade Anzahl von Protonen / Elektronen bestimmt wird. Aber wie funktionieren Gebühren? Was sind die Mechanismen von Anziehung und Abstoßung auf atomarer Ebene?
Auf atomarer Ebene haben Sie geladene Teilchen, die sich aufgrund ihrer elektrischen Ladungen anziehen und abstoßen, und zwar durch genau die gleichen elektrostatischen Wechselwirkungen, von denen Sie gerade erfahren haben.
Die elektromagnetische Wechselwirkung ist grundlegend und kann nicht anders erklärt werden; Sie können vorgeben, es mit anderen Mitteln zu erklären, aber das führt letztendlich zu einem Zirkelschluss. Es gibt einen Grund dafür, dass Elektromagnetismus eine fundamentale Wechselwirkung ist – es passiert einfach etwas.
Wie üblich (wenn Sie Gebühren gegen Magnete tauschen) erklärt Feynman es jedoch am besten im klassischen Feynman-Interview über Magnete und „warum?“. Fragen , also werde ich schamlos aus dem Transkript stehlen :
Es sind die gleichen elektrischen Abstoßungen, die daran beteiligt sind, Ihren Finger vom Stuhl fernzuhalten, weil es elektrische Kräfte in kleinen und mikroskopischen Details sind. [...] Es stellt sich heraus, dass die magnetische und elektrische Kraft, mit der ich diese Abstoßung überhaupt erklären möchte, letztendlich das Tiefere ist, mit dem wir anfangen müssen, um viele andere Dinge zu erklären, die jeder einfach akzeptieren würde. Du weißt, dass du deine Hand nicht durch den Stuhl stecken kannst; das ist selbstverständlich. Aber dass man seine Hand nicht durch den Stuhl stecken kann, bringt bei näherer Betrachtung die gleichen abstoßenden Kräfte mit sich, die in Magneten auftreten. [...]
Es ist eine Kraft, die die ganze Zeit präsent und sehr verbreitet ist und eine Grundkraft von fast – ich meine, ich könnte etwas weiter zurückgehen, wenn ich technischer vorgehen würde – aber auf einer frühen Ebene muss ich Ihnen sagen, dass es so ist wird eines der Dinge sein, die Sie einfach als Element der Welt annehmen müssen: die Existenz magnetischer Abstoßung oder elektrischer Anziehung, magnetischer Anziehung.
Ich kann diese Anziehungskraft nicht mit irgendetwas anderem erklären, das Ihnen vertraut ist. Wenn wir zum Beispiel sagen würden, dass sich Magnete wie Gummibänder anziehen, würde ich Sie betrügen. Weil sie nicht durch Gummibänder verbunden sind. Ich würde bald in Schwierigkeiten geraten. Und zweitens, wenn Sie neugierig genug wären, würden Sie mich fragen, warum Gummibänder dazu neigen, sich wieder zusammenzuziehen, und ich würde das am Ende in Bezug auf elektrische Kräfte erklären, die genau die Dinge sind, die ich zu verwenden versuche Gummibänder zu erklären. Ich habe also sehr schwer betrogen, sehen Sie. Ich werde Ihnen also keine Antwort darauf geben können, warum sich Magnete gegenseitig anziehen, außer Ihnen zu sagen, dass sie es tun.
Und um Ihnen zu sagen, dass dies eines der Elemente in der Welt ist – es gibt elektrische Kräfte, magnetische Kräfte, Gravitationskräfte und andere, und das sind einige der Teile. Wenn Sie Student wären, könnte ich weiter gehen. Ich könnte Ihnen sagen, dass die magnetischen Kräfte sehr eng mit den elektrischen Kräften verbunden sind, dass die Beziehung zwischen den Gravitationskräften und den elektrischen Kräften unbekannt bleibt und so weiter. Aber ich kann wirklich keine gute Arbeit leisten, keine Arbeit, um die magnetische Kraft in Bezug auf etwas anderes zu erklären, mit dem Sie vertrauter sind, weil ich es nicht in Bezug auf etwas anderes verstehe, mit dem Sie vertrauter sind.