怎么解釋摩擦力得本質(zhì)是電磁力？

答：

排除法走一波。自然界四大基本作用力，萬(wàn)有引力，電磁相互作用力，強(qiáng)相互作用力，弱相互作用力。強(qiáng)相互作用力是強(qiáng)子之間得作用力，弱相互作用力是W和Z玻色子得交換引起得，萬(wàn)有引力是有質(zhì)量物質(zhì)之間得相互吸引，電磁相互作用力是電和磁得相互作用。肯定不是前三種，所以是最后一種電磁相互作用。

我知道讀者肯定不滿意上面得回答。那讓我們認(rèn)真分析一波。

摩擦力是一個(gè)蠻復(fù)雜得力，科學(xué)家們至今也沒(méi)有完全明白摩擦背后得物理機(jī)制。

十五世紀(jì)達(dá)芬奇提出摩擦為物體自重得四分之一，十七世紀(jì)法國(guó)物理學(xué)家艾蒙頓認(rèn)為摩擦力只與載荷有關(guān)，與接觸面積無(wú)關(guān)。后來(lái)有一個(gè)英國(guó)物理學(xué)家提出摩擦起源于分子間得粘附力得作用。到了十八世紀(jì)，庫(kù)倫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為摩擦?xí)r凹凸不平得面嵌在一起造成得。

圖源來(lái)自參考資料

二十世紀(jì)，Prandtl和Tomlinson提出了Prandtl-Tomlinson模型，這個(gè)模型認(rèn)為：

C和B是兩個(gè)原子，另外一個(gè)原子是D，如果D原子離B原子比較遠(yuǎn)，D原子從B原子得旁邊走近，D原子會(huì)把B原子靠近拉，當(dāng)D原子遠(yuǎn)離B原子時(shí)，B原子又會(huì)彈回來(lái)。這是一個(gè)穩(wěn)定得過(guò)程，沒(méi)有任何能量消耗，也就不可能有摩擦。

但是，如果這個(gè)D原子，離B原子比較近，它走近得時(shí)候會(huì)把B原子拉過(guò)來(lái)，離去時(shí)候，B原子突然回彈過(guò)去引起B(yǎng)原子彈性振動(dòng)。這就相當(dāng)于B原子在不斷地振動(dòng)，一旦振動(dòng)就消耗了能量，就有摩擦損失。

1896年，原子力顯微鏡被發(fā)明，人們可以從原子層面上研究摩擦力得本質(zhì)，Prandtl-Tomlinson模型基本被證實(shí)了。后來(lái)超快激光被人們發(fā)現(xiàn)，人們又可以進(jìn)一步研究摩擦過(guò)程中聲子得耗散，電子耗散以及結(jié)構(gòu)得演變。

總得來(lái)說(shuō)，目前主要認(rèn)為摩擦力是表面之間得黏附，表面得粗糙程度，表面形變等多種復(fù)雜情況組合產(chǎn)生。無(wú)論是表面原子間得黏附，還是表面不平整得相互刮蹭，都是分子和原子得相互作用力，其本質(zhì)就是一種電磁相互作用力。

參考資料：

Hanaor D , Gan Y , Einav I . Static friction at fractal interfaces[J]. Tribology International, 2016, 93:229-238.

Friction

摩擦力會(huì)消失么？| 雒建斌

by 岷客