В нашей Вселенной действуют четыре фундаментальные силы – электро-магнитная, сильная ядерная (удерживающая атомные ядра вместе), слабая ядерная (являющаяся причиной определенных видов радиоактивного распада) и гравитация (притяжение между двумя объектами). Главное различие между первыми тремя силами состоит в следующем: электромагнитное взаимодействие основывается на заряженных частицах; сильное ядерное взаимодействие основывается на связывании воедино субатомных кварков и глюонов для создания протонов, нейтронов и других частиц; слабое ядерное взаимодействие основывается на субатомных кварках и лептонах для изменения кварков, чтобы нейтрон распался на протон, электрон и нейтрино. Другое взаимодействие, называемое механизмом Хиггза, включает в себя поле Хиггза, которое заполняет пространство подобно газообразной среде. Этот процесс также наделяет кварки и лептоны массой.
Свет представляет собой колебательные возмущения, или электромагнитные волны, в электромагнитном поле. Возникает электромагнитный спектр, среда различных типов света, колеблющихся с разной скоростью, что описывается в третьей части данной книги.
Фотон – основная единица света, а также электромагнитного спектра. Фотон осуществляет все электромагнитные излучения на всех длинах волн. В отличие от других элементарных частиц у него нет массы, нет электрического заряда, он не распадается в пустом пространстве и передвигается в вакууме со скоростью света. Подобно всем квантовым частицам фотон одновременно и волна, и частица. Он создается, когда заряд увеличивается, а молекула, атом или ядро переходят на нижний уровень энергии (т. е. электрон передвигается по орбитам) или когда частица и ее античастица уничтожаются.
Ионизация вызывает передвижение электронов с одной атомной орбиты на другую. Как говорилось ранее, электроны обычно находятся в своих основных положениях, как правило занимая самые близкие к ядру орбиты. Потревоженный некой силой электрон может передвинуться на внешние орбиты и покинуть молекулу. Первоначально нейтральная молекула становится положительным ионом. Если свободный электрон присоединяется к нейтральной молекуле, она становится отрицательным ионом. Если он вместо этого примыкает к положительному иону, тот остается на одной из свободных орбит и испускает фотон – единицу света, рассматриваемую в разделе «Работающая энергия». Ионизация играет решающую роль при передаче энергии по телу.
Итак, электричество производится заряженными электронами. Однако мы можем видеть только эффект от того, как потенциальная энергия превращается в кинетическую. Потенциальная энергия – это накопленная энергия. Она готова к использованию, но обычно «спит». Кинетическая энергия – это движущаяся энергия. Электроны должны течь, чтобы создавать электричество или кинетическую энергию. Они