什么是自然力

自然力

我们通常了解的两种力是引力和电磁力。宇宙间的一切物体对其他物体都有引力，只是通常人们对此不太注意。只有在涉及很大的物体（如恒星、行星时），就会想到引力。下雨，河水的流动，潮汐的涨落背后起作用的力是引力。它可以把行星和恒星的物质引向球心，形成球体，使行星保持在自己的轨道上，它还可以把宇宙尘埃集聚成星球。人们认为引力包含一个引力场，这个引力场影响任何物质周围的空间。物体周围引力场的强度与物质的质量成正比，并且随着到核心距离的增加而衰减。例如，地球对人的引力大小，要看人是站在海滨，还是处于远离地面的空间。
在原子内和原子间相互作用的电磁力比它们之间的引力要强无数倍。在原子这一层次，带正电的质子和带负电的电子所形成的电力使原子和分子紧密地结合在一起。这种电力也出现在各种化学反应中。在更大的物质层次，这种力能使固态物质和液态物质相互吸引在一起。当物体接触时，还会相互产生反应（如毛巾与人背之间的摩擦，球拍击球）。我们通常不注意许多熟悉的力都具有电特性，因为物体的几乎相等的正电行的密度和负电行的密度差不多平衡了物体外部的相互影响。但是，在这些正负电荷之间，即使出现微小的不平衡，也会出现各种带电现象，如电火花、带电物体吸附布、毛等。

物体对电力反应大小的差别，主要取决于物体内可以自由移动的电荷有多少。作为一种极端情况，绝缘材料，如玻璃和橡胶通常不让任何电荷通过。另一种极端情况是导体，例如铜。电荷运动时，导体产生的阻力很小，以至于电力作用于导体时，就会产生一股电流（大部分电线由这两种物体组成，即很好的导体被很好的绝缘体包裹着）。事实上，在很低的温度下，某些物质可以变成超导体，其电阻为零。在导体和绝缘体之间是半导体材料，当材料成分和使用条件发生微妙变化时，电荷运动会发生很大变化。人们常用这种材料制成晶体管和计算机芯片，用来控制电信号。水常常含有一些溶解杂质的带电分子，它们成了载体，所以水是相当好的导体。

磁力与电力的关系很密切，可以认为磁力和电力是一种电磁力的两个不同方面。人们认为这两种力都具有场效应，电荷有电场包围着，电场影响其他电荷；磁体有磁场包围，磁场影响着其他磁体。而且，移动的电荷还会产生磁场，又受到磁场的影响。这种影响是许多自然现象的起因。例如，电流在地心内旋转流动，地球就