1、万有引力
万有引力是任何物体之间存的相互吸引力,是四个基本相互作用中最弱的,但是同时又是作用范围最大的(不会如电磁力一般相互抵销)。
万有引力是长程力,可以广泛地作用于所有的物质。由于其广泛的作用范围,当物质质量为极大,物质有关的属性以及与物质的带电量有时可以相对地忽略。
万有引力的计算公式
万有引力在宇宙的形成和天体的系统中起着决定性的作用,如太阳系、银河系的形成靠的就是万有引力。
太阳系
2、电磁力
电磁力是两个带电粒子或物体之间的相互作用力,两个相互运动的电荷之间存磁力。
世上大部分物质都具有电磁力,而磁与电是电磁力的其中一种表现模式。例如电荷异性相吸、同性相斥的特性是其中之一。电磁力和万有引力一样,其作用影响范围是无限大的。
电磁力
3、强力
一般指强相互作用力,强力,又称为强核力,所有存在宇宙中的物体都是由原子构成,而原子核是由中子和质子组成。中子没有电荷,而质子则带正电荷;但需要牵引力把它们结合在一起,而强相互作用就是这种“牵引力”。
最早认识到的质子、中子间的核力属于强相互作用力,是质子、中子结合成原子核的作用力,后来进一步认识到强子是由夸克构成的,强相互作用力是夸克之间的相互作用力。强相互作用力最强,也是一种短程力,核子间的距离太大时,强力很快下降消失。
4、弱力
一般指弱相互作用力,简称弱力。弱力的作用距离比强力更短,作用力的强度也比强力小得多,是四种基本力中第二弱的、作用距离第一短的一种力。它只作用于电子、夸克层子、中微子(杜真子)等费米子,并制约着放射性现象。比如β衰变中放出电子和中微子,电子和中微子之间只有弱力作用。
弱力,或弱核力,可以说是核能另一种来源,主要是核子产生之天然辐射,四种相互作用中,弱相互作用只比引力强一点。
大型强子对撞机中希格斯玻色子产生时的景象
物理学者希望能借由单独一种物理理论来合理解释电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用导致的物理现象。大统一理论算是物理界迈向万有理论的踏脚石。请注意,大统一理论并不包括万有引力,试图也将引力统一的理论称为万有理论。