許多電磁力的現象都是在十九世紀發現。而日常生活中可以感受到,超過原子尺度以外的現象,除了重力以外,其他都是因為電磁力而造成。大致上,所有原子之間的交互作用力都可以由帶電的原子核和電子之間的電磁力,以及這些粒子的動量來說明。這包括日常經驗到推或拉一物體的力,可以解釋為身體的分子和物體分子的分子間作用力,所有的化學現象也都是由電磁力而來。
對於原子內作用力和分子間作用力,需要了解的是因電子移動產生動量對應的等效力,以及在相互作用的原子間移動的電子,以及其帶有的動量。當電子越來越密集,因著泡利不相容原理,其最小動量必須變大。物質在分子尺度下的特性(包括其密度)是靠電磁力以及電子上動量交換產生等效力的平衡所決定。
近年來研究發現,在某些狀況下,電磁力和弱核作用力會統一,稱為電弱交互作用,這個發現使得人類距離大統一理論更進一步,科學家阿卜杜勒·薩拉姆、謝爾登·格拉肖以及史蒂文·溫伯格也因此獲頒1979年的諾貝爾物理獎。
量子電動力學:當進入到原子的尺度時(0.1nm),會發現所有的物質都是由不同的原子構成的,而原子是由不同的原子核與電子構成的,帶負電的電子與帶正電的原子核(由質子與中子構成)經由電磁作用緊密地結合在一起。
但在原子的尺度時,必須用量子化的電磁場來描述。這種描述把兩粒子之間的作用看成是在交換光子。在1950年代,這種描述就已發展得相當完善了,稱作量子電動力學。
量子電動力學是量子力學和電磁學的整合,在電動量子力學中,粒子和場的交互作用和光子有關,光子沒有質量,屬於規範玻色子,光子和帶電粒子之間的交互作用造成了所有電磁學的現象。
強核力是作用於強子之間的力,是所知的四種宇宙間基本作用力中最強的,也是作用距離第二短的(大約在10^(-15)~10^(-10)m範圍內)。最早研究的強相互作用是核子(質子或中子)之間的核力,它是使核子結合成原子核的作用。自1947年發現與核子作用的π介子以後,實驗陸續發現了幾百種有強相互作用的粒子,這些粒子統稱為強子。
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它將質子和中子中的誇克束縛在一起,並將原子中的質子和中子束縛在一起。一般認為,稱為膠子的另一種自旋為1的粒子攜帶強作用力。它隻能與自身以及與誇克相互作用。強核力具有一種稱為色禁閉的古怪性質:它總是把粒子束縛成不帶顏色的結合體。由於誇克有顏色(紅、綠或藍),人們不能得到單獨的誇克。反之,一個紅誇克必須用一串膠子和一個綠誇克以及一個藍誇克聯結在一起(紅+綠+藍=白)。這樣的三胞胎構成了質子或中子。其他的可能性是由一個誇克和一個反誇克組成的對(紅+反紅,或綠+反綠,或藍+反藍=白)。這樣的結合構成稱為介子的粒子。介子是不穩定的,因為誇克和反誇克會互相湮滅而產生電子和其他粒子。類似地,由於膠子也有顏色,色禁閉使得人們不可能得到單獨的膠子。
相反地,人們所能得到的膠子的團,其迭加起來的顏色必須是白的。這樣的團形成了稱為膠球的不穩定粒子。
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