نیروی پائولی (Pauli Force / Exchange Force)، در فیزیک (Physics)

انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :

نیروی پائولی (Pauli Force / Exchange Force) :

نیروی پائولی یک نیروی کوانتومی است که از اصل طرد پائولی (Pauli Exclusion Principle) ناشی می شود. این اصل بنیادی در مکانیک کوانتومی بیان می کند که دو فرمیون (Fermion) یکسان (مانند الکترون ها) نمی توانند در یک سیستم کوانتومی، تمام اعداد کوانتومی یکسان داشته باشند. به عبارت دیگر، آنها نمی توانند در یک مکان و با یک اسپین (Spin) باشند.

اگرچه این یک "نیرو" به معنای کلاسیک کلمه نیست (زیرا توسط تبادل هیچ ذره ای منتقل نمی شود)، اما اثر آن دقیقا مانند یک نیروی دافعه بسیار قوی در فواصل کوتاه است. وقتی دو الکترون را به هم نزدیک می کنیم، اصل طرد پائولی مانع از آن می شود که تابع موج آنها همپوشانی کامل پیدا کند. این اثر، مسئول پایداری ماده و "حجم" داشتن اتم هاست. بدون این نیرو، همه الکترون ها می توانستند در پایین ترین تراز انرژی (اوربیتال

) قرار گیرند و اتم ها عملا حجمی نداشتند.

نیروی پائولی همچنین توضیح می دهد که چرا ماده در برابر فشرده شدن بیش از حد مقاومت می کند. وقتی شما سعی می کنید یک جسم جامد را فشرده کنید، در واقع در حال نزدیک کردن الکترون های اتم های مختلف به یکدیگر هستید. نیروی پائولی به شدت در برابر این امر مقاومت می کند. این نیرو، همراه با نیروی دافعه کولنی بین الکترون ها، سفتی و سختی مواد را تعیین می کند. در واقع، احساس "لمس کردن" یک جسم، عمدتا ناشی از نیروی پائولی است که از نفوذ الکترون های دست شما به درون الکترون های جسم جلوگیری می کند.