Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Hatás, hatáselv, kölcsönhatás

TartalomjegyzékhezVilágképem <  (Planck-időszak, Kvark-időszak, Hadron-időszak)     

A kölcsönhatás olyan hatás, amikor két vagy több objektum hat egymásra. A kétirányúság nagyon fontos eleme a kölcsönhatásnak, ellentétben az egyirányú kauzális hatással. Sok egyszerű kölcsönhatás meglepő új jelenséghez vezethet. A különböző tudományokban a kölcsönhatás testreszabott jelentéssel bír.

A fizikában a hatáselv a mozgás természetéről tett állítás, amiből egy erőhatás alatt álló test pályája meghatározható, illetve a kölcsönhatás és átalakulás egyenletei levezethetők. A befutott pálya olyan, amelynek mentén számított hatás stacionárius, azaz a pálya kis odébbtolására nem változik. Így a pályát nem az erőhatásokra bekövetkező gyorsulások alapján próbáljuk felépíteni, hanem a stacionárius hatás alapján próbáljuk kiválasztani a lehetséges pályák közül.

Az elvet a stacionárius hatás elvének vagy Hamilton-elvnek is hívjuk. Szintén használatban van a kevésbé általános és történetesen helytelen legkisebb hatás elve elnevezés is.

A hatás egy skalár mennyiség (egy szám), energia × idő mértékegység dimenzióval. Az elv egyszerű, általános és hatásos elmélet a klasszikus mechanika mozgásainak leírására. A hatáselv kiterjesztése leírja az elektrodinamikát, relativitáselméletet és kvantumelméletet.

Néhány alkalmi példa a tudományon kívül eső területekről:

bármiféle kommunikáció, például két ember beszélgetése egymással, vagy a csoportok, szervezetek, nemzetek, államok közötti kommunikáció:

kereskedelem, migráció, külföldi kapcsolatok, közlekedés, szállítás stb.

egy gép – például számítógép vagy szerszám – működés közbeni visszajelzése, például egy vezető és autójának az úton való helyzete közötti kölcsönhatás:

a vezető kormányzással hat erre a helyzetre, és szemmel kap visszajelzést róla.

A fizikában egy kölcsönhatás vagy erő egy fizikai objektum hatását jelenti egy másikra. A kérdéses objektum tömegpont, elemi részecske, kvantummező stb. lehet. A kölcsönhatás visszavezethető az alapvető kölcsönhatások valamelyikére, azaz az elektromágneses kölcsönhatásra, gyenge kölcsönhatásra, erős kölcsönhatásra vagy a gravitációra.

Bár a klasszikus mechanikában egyenértékű a Newton-törvényekkel, a hatáselv alkalmasabb az általánosításra és fontos szerepet játszik a modern fizikában. Az elv valóban a fizika egyik nagyszerű általánosítása. Különösen a kvantummechanikában lehet értékelni és legjobban megérteni. A kvantummechanika Richard Feynman által felépített útintegrál megfogalmazása a stacionárius hatás elvén alapul. A Maxwell-egyenletek is származtathatók az elvből.

A fizika sok problémája állítható fel és oldható meg a hatáselv formájában, mint például megtalálni a legrövidebb utat a parthoz, hogy elérjünk egy fuldoklót. A dombról lefutó víz a legnagyobb lejtőt keresi, a leggyorsabb utat, egy medencébe folyó víz úgy terül szét, hogy a felszíne a lehető legalacsonyabban legyen. A fény a leggyorsabb utat követi egy optikai rendszeren keresztül (Fermat-elv vagy legrövidebb idő elve). Egy test pályája gravitációs mezőben (azaz szabadesés a téridőben, egy ún. geodézikus vonal) a hatáselv segítségével határozható meg.

A szimmetriák is jobban kezelhetők a hatáselvvel és az Euler–Lagrange-egyenletekkel, amiket szintén a hatáselvből származtatunk. Egy példa erre a Noether-tétel, amelyik kimondja, hogy minden folytonos szimmetria megfelel egy megmaradási törvénynek és megfordítva. Ez a mély kapcsolat megköveteli, hogy a hatáselvet feltételezzük.

A klasszikus mechanikában (nemrelativisztikus, nemkvantumos) a hatás korrekt alakja bizonyítható Newton mozgástörvényeiből. Megfordítva, a korrekt hatásból kiindulva a hatáselv szolgáltatja a Newton-egyenleteket. A hatáselv alkalmazása sokszor egyszerűbb, mint a Newton-törvényeké. A hatáselv egy skalár elmélet, aminek alkalmazásai elemi számításokat igényelnek.

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Planck-időszak     

--------------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6lcs%C3%B6nhat%C3%A1s

http://hu.wikipedia.org/wiki/Legkisebb_hat%C3%A1s_elve