Atomové jádro, elementární částice

Prezentace na téma: "Atomové jádro, elementární částice"— Transkript prezentace:

1 Atomové jádro, elementární částice
Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho uživatele je zdarma. Použití pro výuku jako podpůrný nástroj pro učitele či materiál pro samostudium žáka, rovněž tak použití jakýchkoli výstupů (obrázků, grafů atd.) pro výuku je podmíněno zakoupením licence pro užívání software E-učitel příslušnou školou. Cena licence je 250,- Kč ročně a opravňuje příslušnou školu k používání všech aplikací pro výuku zveřejněných na stránkách Na těchto stránkách je rovněž podrobné znění licenčních podmínek a formulář pro objednání licence. Pro jiný typ použití, zejména pro výdělečnou činnost, publikaci výstupů z programu atd., je třeba sjednat jiný typ licence. V tom případě kontaktujte autora pro dojednání podmínek a smluvní ceny. OK © RNDr. Jiří Kocourek 2013

2 Atomové jádro, elementární částice
© RNDr. Jiří Kocourek 2013

3 Výchozí předpoklady: 1. Atomové jádro se skládá z kladně nabitých protonů a nenabitých neutronů, které mají přibližně stejnou hmotnost

4 Výchozí předpoklady: 1. Atomové jádro se skládá z kladně nabitých protonů a nenabitých neutronů, které mají přibližně stejnou hmotnost 2. Protony a neutrony na sebe navzájem působí silnými přitažlivými jadernými silami. Tyto síly výrazně převyšují odpudivé elektrostatické síly mezi protony, avšak působí jen na velmi malou vzdálenost; každá částice tak působí jen na omezený počet částic ve svém nejbližším okolí.

5 Výchozí předpoklady: 1. Atomové jádro se skládá z kladně nabitých protonů a nenabitých neutronů, které mají přibližně stejnou hmotnost 2. Protony a neutrony na sebe navzájem působí silnými přitažlivými jadernými silami. Tyto síly výrazně převyšují odpudivé elektrostatické síly mezi protony, avšak působí jen na velmi malou vzdálenost; každá částice tak působí jen na omezený počet částic ve svém nejbližším okolí. 3. Atomové jádro zabírá jen nepatrnou část objemu atomu (řádově m), obsahuje však téměř veškerou hmotnost atomu.

6 Struktura atomového jádra:
Částice v jádře jsou objekty mikrosvěta, řídí se proto principy kvantové mechaniky:

7 Struktura atomového jádra:
Částice v jádře jsou objekty mikrosvěta, řídí se proto principy kvantové mechaniky: 1. Pravděpodobnost výskytu částice v jádře je určena její vlnovou funkcí. Vzhledem k nepatrným rozměrům jádra je neurčitost polohy a rychlosti nukleonů velmi vysoká – nelze tedy určit, kde konkrétně se daná částice v jádře vyskytuje; rychlosti částic dosahují desetiny rychlosti světla.

8 Struktura atomového jádra:
Částice v jádře jsou objekty mikrosvěta, řídí se proto principy kvantové mechaniky: 1. Pravděpodobnost výskytu částice v jádře je určena její vlnovou funkcí. Vzhledem k nepatrným rozměrům jádra je neurčitost polohy a rychlosti nukleonů velmi vysoká – nelze tedy určit, kde konkrétně se daná částice v jádře vyskytuje; rychlosti částic dosahují desetiny rychlosti světla. 2. Hustota látky v jádře je řádově kg·m-3. Struktura jádra připomíná kapku nesmírně husté nestlačitelné kapaliny.

9 Struktura atomového jádra:
Částice v jádře jsou objekty mikrosvěta, řídí se proto principy kvantové mechaniky: 1. Pravděpodobnost výskytu částice v jádře je určena její vlnovou funkcí. Vzhledem k nepatrným rozměrům jádra je neurčitost polohy a rychlosti nukleonů velmi vysoká – nelze tedy určit, kde konkrétně se daná částice v jádře vyskytuje; rychlosti částic dosahují desetiny rychlosti světla. 2. Hustota látky v jádře je řádově kg·m-3. Struktura jádra připomíná kapku nesmírně husté nestlačitelné kapaliny. 3. Energie nukleonů v jádře je kvantována, nabývá pouze diskrétních hodnot, podobně jako energie elektronu v obalu. Hodnoty energie jsou však mnohonásobně vyšší – řádově MeV.

10 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice.

11 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo

12 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo Jádra různých atomů mají různou hodnotu ej: Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu (MeV) Počet nukleonů v jádře

13 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo Jádra různých atomů mají různou hodnotu ej: Příklady: Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu (MeV) Počet nukleonů v jádře

14 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo Jádra různých atomů mají různou hodnotu ej: Příklady: Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu (MeV) Počet nukleonů v jádře

15 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo Jádra různých atomů mají různou hodnotu ej: Příklady: Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu (MeV) Počet nukleonů v jádře

16 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo Jádra různých atomů mají různou hodnotu ej: Příklady: Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu (MeV) Počet nukleonů v jádře

17 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo Jádra různých atomů mají různou hodnotu ej: Příklady: Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu (MeV) Počet nukleonů v jádře

18 Struktura atomového jádra:
Vazebná energie jádra – energie potřebná na rozložení jádra na jednotlivé částice. Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu: Ej – celková vazebná energie jádra A – nukleonové číslo Jádra různých atomů mají různou hodnotu ej: Příklady: Průměrná vazebná energie jednoho nukleonu (MeV) Počet nukleonů v jádře

19 Přeměna jader, radioaktivita:
Některá jádra se mohou samovolně přeměňovat na jádra jiných atomů, přičemž vyzařují různé druhy záření (přirozená radioaktivita – objevena H. Becquerelem 1896). Kromě toho lze i některé stabilní nuklidy přeměnit (např. ozařováním částicemi) na nestabilní – radioaktivní (umělá radioaktivita). Mohou tak vznikat i nové prvky, které se v přírodě nevyskytují.

20 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce

21 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce např.:

22 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce např.: Záření b : Proud záporně (b–) nebo kladně (b+) nabitých lehkých částic elektronů nebo pozitronů; atom se změní na jiný stojící o jedno místo za ním (b–) resp. před ním (b+) v periodické tabulce. V jádře se buď rozpadne neutron , nebo proton

23 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce např.: Záření b : Proud záporně (b–) nebo kladně (b+) nabitých lehkých částic elektronů nebo pozitronů; atom se změní na jiný stojící o jedno místo za ním (b–) resp. před ním (b+) v periodické tabulce. V jádře se buď rozpadne neutron , nebo proton např.:

24 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce např.: Záření b : Proud záporně (b–) nebo kladně (b+) nabitých lehkých částic elektronů nebo pozitronů; atom se změní na jiný stojící o jedno místo za ním (b–) resp. před ním (b+) v periodické tabulce. V jádře se buď rozpadne neutron , nebo proton např.: Záření g : Elektromagnetické záření s velmi krátkou vlnovou délkou (vysokou energií), tj. proud fotonů; vzniká při energetických změnách excitovaných jader (obdoba čárových spekter atomů); vzniká většinou jako součást jiných radioaktivních přeměn.

25 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce např.: Záření b : Proud záporně (b–) nebo kladně (b+) nabitých lehkých částic elektronů nebo pozitronů; atom se změní na jiný stojící o jedno místo za ním (b–) resp. před ním (b+) v periodické tabulce. V jádře se buď rozpadne neutron , nebo proton např.: Záření g : Elektromagnetické záření s velmi krátkou vlnovou délkou (vysokou energií), tj. proud fotonů; vzniká při energetických změnách excitovaných jader (obdoba čárových spekter atomů); vzniká většinou jako součást jiných radioaktivních přeměn. např.:

26 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce např.: Záření b : Proud záporně (b–) nebo kladně (b+) nabitých lehkých částic elektronů nebo pozitronů; atom se změní na jiný stojící o jedno místo za ním (b–) resp. před ním (b+) v periodické tabulce. V jádře se buď rozpadne neutron , nebo proton např.: Záření g : Elektromagnetické záření s velmi krátkou vlnovou délkou (vysokou energií), tj. proud fotonů; vzniká při energetických změnách excitovaných jader (obdoba čárových spekter atomů); vzniká většinou jako součást jiných radioaktivních přeměn. např.: Neutronové záření : Proud neutronů o vysokých energiích; vzniká při umělých jaderných přeměnách

27 Přeměna jader, radioaktivita:
Záření a : Proud kladně nabitých těžkých částic – jader helia (2 protony a 2 neutrony); atom se změní na jiný stojící o dvě místa před ním v periodické tabulce např.: Záření b : Proud záporně (b–) nebo kladně (b+) nabitých lehkých částic elektronů nebo pozitronů; atom se změní na jiný stojící o jedno místo za ním (b–) resp. před ním (b+) v periodické tabulce. V jádře se buď rozpadne neutron , nebo proton např.: Záření g : Elektromagnetické záření s velmi krátkou vlnovou délkou (vysokou energií), tj. proud fotonů; vzniká při energetických změnách excitovaných jader (obdoba čárových spekter atomů); vzniká většinou jako součást jiných radioaktivních přeměn. např.: Neutronové záření : Proud neutronů o vysokých energiích; vzniká při umělých jaderných přeměnách např.:

28 l ... přeměnová (rozpadová) konstanta
Přeměna jader, radioaktivita: Při radioaktivních přeměnách neustále klesá počet jader daného prvku. Pokud bylo ve vzorku na počátku N0 jader, klesá jejich počet N s časem exponenciálně: zákon radioaktivní přeměny l ... přeměnová (rozpadová) konstanta

29 l ... přeměnová (rozpadová) konstanta
Přeměna jader, radioaktivita: Při radioaktivních přeměnách neustále klesá počet jader daného prvku. Pokud bylo ve vzorku na počátku N0 jader, klesá jejich počet N s časem exponenciálně: zákon radioaktivní přeměny l ... přeměnová (rozpadová) konstanta T ... poločas rozpadu; doba, za kterou se rozpadne polovina jader

30 l ... přeměnová (rozpadová) konstanta
Přeměna jader, radioaktivita: Při radioaktivních přeměnách neustále klesá počet jader daného prvku. Pokud bylo ve vzorku na počátku N0 jader, klesá jejich počet N s časem exponenciálně: zákon radioaktivní přeměny l ... přeměnová (rozpadová) konstanta T ... poločas rozpadu; doba, za kterou se rozpadne polovina jader N N0 t T 2T 3T 4T

31 l ... přeměnová (rozpadová) konstanta
Přeměna jader, radioaktivita: Při radioaktivních přeměnách neustále klesá počet jader daného prvku. Pokud bylo ve vzorku na počátku N0 jader, klesá jejich počet N s časem exponenciálně: zákon radioaktivní přeměny l ... přeměnová (rozpadová) konstanta T ... poločas rozpadu; doba, za kterou se rozpadne polovina jader Příklady: N N0 t T 2T 3T 4T

32 Jaderné reakce: Přeměny jader různých prvků – obdoba chemických reakcí mezi atomy a molekulami prvků. příklad:

33 Jaderné reakce: Přeměny jader různých prvků – obdoba chemických reakcí mezi atomy a molekulami prvků. příklad: Při jaderných reakcích musí být splněny některé zákony zachování, např.: – energie (resp. relativistický zákon zachování hmotnosti a energie) – elektrického náboje – nukleonového čísla

34 Jaderné reakce: Přeměny jader různých prvků – obdoba chemických reakcí mezi atomy a molekulami prvků. příklad: Při jaderných reakcích musí být splněny některé zákony zachování, např.: – energie (resp. relativistický zákon zachování hmotnosti a energie) – elektrického náboje – nukleonového čísla Rozdíl mezi vazebnou energií vstupních a výstupních jader – energie reakce. Při některých reakcích je nutno dodat energii z vnějšku (endoenergetické), při jiných se energie uvolní (exoenegetické). Energie jaderných reakcí (vztažená na jeden atom) je o mnoho řádů větší než energie chemických reakcí.

35 Jaderné reakce: Přeměny jader různých prvků – obdoba chemických reakcí mezi atomy a molekulami prvků. příklad: Při jaderných reakcích musí být splněny některé zákony zachování, např.: – energie (resp. relativistický zákon zachování hmotnosti a energie) – elektrického náboje – nukleonového čísla Rozdíl mezi vazebnou energií vstupních a výstupních jader – energie reakce. Při některých reakcích je nutno dodat energii z vnějšku (endoenergetické), při jiných se energie uvolní (exoenegetické). Energie jaderných reakcí (vztažená na jeden atom) je o mnoho řádů větší než energie chemických reakcí. příklady: Využití v jaderných (štěpných) reaktorech; energie se uvolňuje ve formě záření a kinetické energie vyletujících neutronů.

36 Jaderné reakce: Přeměny jader různých prvků – obdoba chemických reakcí mezi atomy a molekulami prvků. příklad: Při jaderných reakcích musí být splněny některé zákony zachování, např.: – energie (resp. relativistický zákon zachování hmotnosti a energie) – elektrického náboje – nukleonového čísla Rozdíl mezi vazebnou energií vstupních a výstupních jader – energie reakce. Při některých reakcích je nutno dodat energii z vnějšku (endoenergetické), při jiných se energie uvolní (exoenegetické). Energie jaderných reakcí (vztažená na jeden atom) je o mnoho řádů větší než energie chemických reakcí. příklady: Využití v jaderných (štěpných) reaktorech; energie se uvolňuje ve formě záření a kinetické energie vyletujících neutronů. Možné budoucí využití ve fúzních reaktorech; obdobná, ale složitější reakce je zdrojem energie uvnitř Slunce a ostatních hvězd.

37 Systém částic: Historický vývoj při hledání "základních stavebních kamenů" hmoty: Až do 1. poloviny 19. století byly za nejmenší částice hmoty považovány atomy.

38 Systém částic: Historický vývoj při hledání "základních stavebních kamenů" hmoty: Až do 1. poloviny 19. století byly za nejmenší částice hmoty považovány atomy. Koncem 19. století – objev elektronu, později protonu a neutronu (pomocí standardního modelu atomu bylo např. vysvětleno uspořádání prvků podobných vlastností do periodické tabulky)

39 Systém částic: Historický vývoj při hledání "základních stavebních kamenů" hmoty: Až do 1. poloviny 19. století byly za nejmenší částice hmoty považovány atomy. Koncem 19. století – objev elektronu, později protonu a neutronu (pomocí standardního modelu atomu bylo např. vysvětleno uspořádání prvků podobných vlastností do periodické tabulky) 20. století – objevy dalších "elementárních" částic (neutrino, mion,..) a antičástic (pozitron, antiproton, ....)

40 Systém částic: Historický vývoj při hledání "základních stavebních kamenů" hmoty: Až do 1. poloviny 19. století byly za nejmenší částice hmoty považovány atomy. Koncem 19. století – objev elektronu, později protonu a neutronu (pomocí standardního modelu atomu bylo např. vysvětleno uspořádání prvků podobných vlastností do periodické tabulky) 20. století – objevy dalších "elementárních" částic (neutrino, mion,..) a antičástic (pozitron, antiproton, ....) Později (60. léta 20. stol.) byla objevena vnitřní struktura některých částic (např. protonů nebo neutronů) – jsou složeny z ještě menších částic – kvarků.

41 Systém částic: Nové částice, jejich vlastnosti a vzájemné přeměny lze pozorovat pouze při velmi vysokých energiích. Proto se konstruují čím dál výkonnější urychlovače částic: Nejvýkonnější urychlovač LHC ve Švýcarsku.

42 Systém částic: Rozdělení částic podle standardního modelu: Leptony (lehké částice; působí slabou interakcí): elektron, neutrino, mion, ... Hadrony (těžké částice; působí silnou - jadernou interakcí): proton, neutron, mezony, hyperony ...

43 Systém částic: Rozdělení částic podle standardního modelu: Leptony (lehké částice; působí slabou interakcí): elektron, neutrino, mion, ... Hadrony (těžké částice; působí silnou - jadernou interakcí): proton, neutron, mezony, hyperony ... Hadrony lze dále rozdělit podle spinu : Baryony (poločíselný spin, částice látky): proton, neutron, hyperony, .. Mezony (celočíselný spin, částice zprostředkující interakce): pion, kaon, ..

44 Systém částic: Rozdělení částic podle standardního modelu: Leptony (lehké částice; působí slabou interakcí): elektron, neutrino, mion, ... Hadrony (těžké částice; působí silnou - jadernou interakcí): proton, neutron, mezony, hyperony ... Hadrony lze dále rozdělit podle spinu : Baryony (poločíselný spin, částice látky): proton, neutron, hyperony, .. Mezony (celočíselný spin, částice zprostředkující interakce): pion, kaon, .. Kromě toho existují ještě jiné částice zprostředkující další interakce: např. foton, nebo hypotetické částice graviton, Higgsův boson atd.

45 Systém částic: Rozdělení částic podle standardního modelu: Leptony (lehké částice; působí slabou interakcí): elektron, neutrino, mion, ... Hadrony (těžké částice; působí silnou - jadernou interakcí): proton, neutron, mezony, hyperony ... Hadrony lze dále rozdělit podle spinu : Baryony (poločíselný spin, částice látky): proton, neutron, hyperony, .. Mezony (celočíselný spin, částice zprostředkující interakce): pion, kaon, .. Kromě toho existují ještě jiné částice zprostředkující další interakce: např. foton, nebo hypotetické částice graviton, Higgsův boson atd. Ke každé částici existuje její antičástice, která má některé vlastnosti stejné (např. hmotnost) a některé opačné (např. elektrický náboj, magnetický moment atd.). Při reakci částice s příslušnou antičásticí dojde k anihilaci – tedy přeměně veškeré hmoty obou částic na energii (ve formě záření g ) Příklady: elektron – pozitron; proton – antiproton; neutrino – antineutrino; foton – foton (je identický se svou antičásticí)

46 Systém částic: Leptony se jeví jako skutečně "elementární" – bez vnitřní struktury. Hadrony jsou však složeny z ještě menších částic – kvarků.

47 Systém částic: Leptony se jeví jako skutečně "elementární" – bez vnitřní struktury. Hadrony jsou však složeny z ještě menších částic – kvarků. Kvarky: u, c, t ... náboj + 2/3e; d, s, b ... náboj – 1/3e (a příslušné antikvarky)

48 Systém částic: Leptony se jeví jako skutečně "elementární" – bez vnitřní struktury. Hadrony jsou však složeny z ještě menších částic – kvarků. Kvarky: u, c, t ... náboj + 2/3e; d, s, b ... náboj – 1/3e (a příslušné antikvarky) Příklady: proton je tvořen dvěma kvarky d a jedním kvarkem u, neutron dvěma kvarky u a jedním d, mezony jsou tvořeny vždy jedním kvarkem a jedním antikvarkem

49 Systém částic: Leptony se jeví jako skutečně "elementární" – bez vnitřní struktury. Hadrony jsou však složeny z ještě menších částic – kvarků. Kvarky: u, c, t ... náboj + 2/3e; d, s, b ... náboj – 1/3e (a příslušné antikvarky) Příklady: proton je tvořen dvěma kvarky d a jedním kvarkem u, neutron dvěma kvarky u a jedním d, mezony jsou tvořeny vždy jedním kvarkem a jedním antikvarkem Interakce mezi kvarky jsou ještě silnější než jaderné síly a mají neobvyklé vlastnosti (např. s rostoucí vzdáleností se zvětšují a brání tak odtržení jednotlivých kvarků). Hypotetické částice, které tyto síly zprostředkují se nazývají gluony.

50 Interakce mezi částicemi:
V přírodě existují pouze čtyři známé typy interakcí (silových působení):

51 Interakce mezi částicemi:
V přírodě existují pouze čtyři známé typy interakcí (silových působení): Gravitační: nejslabší, působí mezi každými dvěma hmotnými tělesy, významná až pro objekty velkých hmotností (planety, hvězdy, galaxie,...)

52 Interakce mezi částicemi:
V přírodě existují pouze čtyři známé typy interakcí (silových působení): Gravitační: nejslabší, působí mezi každými dvěma hmotnými tělesy, významná až pro objekty velkých hmotností (planety, hvězdy, galaxie,...) Elektromagnetická: působí mezi objekty s elektrickým nábojem (elektrické pole, magnetické pole, světlo, chemické reakce, ....)

53 Interakce mezi částicemi:
V přírodě existují pouze čtyři známé typy interakcí (silových působení): Gravitační: nejslabší, působí mezi každými dvěma hmotnými tělesy, významná až pro objekty velkých hmotností (planety, hvězdy, galaxie,...) Elektromagnetická: působí mezi objekty s elektrickým nábojem (elektrické pole, magnetické pole, světlo, chemické reakce, ....) Slabá: působí mezi leptony (projevuje se např. při některých jaderných reakcích)

54 Interakce mezi částicemi:
V přírodě existují pouze čtyři známé typy interakcí (silových působení): Gravitační: nejslabší, působí mezi každými dvěma hmotnými tělesy, významná až pro objekty velkých hmotností (planety, hvězdy, galaxie,...) Elektromagnetická: působí mezi objekty s elektrickým nábojem (elektrické pole, magnetické pole, světlo, chemické reakce, ....) Slabá: působí mezi leptony (projevuje se např. při některých jaderných reakcích) Silná: působí mezi hadrony, je projevem ještě silnější interakce mezi kvarky (jaderné síly)

55 Interakce mezi částicemi:
V přírodě existují pouze čtyři známé typy interakcí (silových působení): Gravitační: nejslabší, působí mezi každými dvěma hmotnými tělesy, významná až pro objekty velkých hmotností (planety, hvězdy, galaxie,...) Elektromagnetická: působí mezi objekty s elektrickým nábojem (elektrické pole, magnetické pole, světlo, chemické reakce, ....) Slabá: působí mezi leptony (projevuje se např. při některých jaderných reakcích) Silná: působí mezi hadrony, je projevem ještě silnější interakce mezi kvarky (jaderné síly) Hlavním úkolem současné částicové fyziky je snaha o sjednocení a nalezení obecnějších zákonů. Zatím byla sjednocena elektromagnetická a slabá interakce pod jednotnou "elektroslabou" teorii. Další sjednocení se očekává při dosažení daleko větších energií – např. při pokusech v LHC.

56 Obrázky, animace a videa použité v prezentacích E-učitel jsou buď originálním dílem autora, nebo byly převzaty z volně dostupných internetových stránek.