Pojem pole je jedným z najzákladnejších pojmov fyziky. Predstavuje - popri látke - druhú základnú formu existencie hmoty.

 

Látka je forma hmoty, ktorá sa skladá z diskrétnych útvarov (atómy, molekuly).

 

Pole je forma  hmoty, vypĺňajúca priestor, sprostredkujúci silové pôsobenia (tzv. interakcie) medzi materiálnymi objektmi. Prejavuje sa silovými účinkami  na iné objekty poľa alebo látky. Toto pôsobenie sa nedeje priamo „na diaľku“ nekonečne rýchlo, ale prostredníctvom kvánt poľa konečnou rýchlosťou. Mechanizmus pôsobenia je taký, že jeden interagujúci objekt kvantá vysiela, druhý ich prijíma a opačne. Výsledkom je príťažlivá alebo odpudivá sila medzi pôsobiacimi objektmi.

 

Interagujúce objekty predstavujú v takto opísanej schéme zdroje poľa. Samotné pole tu možno chápať ako priestor, ktorý prenáša silové pôsobenia a v  ktorom prebieha výmena kvánt. Za určitých podmienok je pole schopné aj samostatnej existencie, t.j. aj vtedy, keď zdroje odstránime (napr. premenné elektromagnetické pole  šíriace sa v priestore).

 

V prírode existujú štyri základné druhy síl. Sú to:

Gravitačné sily existujú medzi všetkými materiálnymi objektmi. Podlieha im všetka hmota bez výnimky, dokonca aj svetlo. Nezávisia od vlastností prostredia, nemožno ich ničím „zatieniť“. Sú to sily len príťažlivé ( aj v prípade vzájomného pôsobenia častíc a antičastíc, resp. hmoty a antihmoty). Kvantami tohto poľa sú pravdepodobne častice zvané gravitóny, ktoré však dosiaľ neboli priamo zaregistrované (súčasná experimentálna technika to ešte neumožňuje). Gravitačné sily spôsobujú napr. príťažlivosť Zeme a iných nebeských telies, udržiavajú planéty na obežných dráhach okolo Slnka, Mesiac a umelé družice na obežných dráhach okolo Zeme a pod.; môžeme povedať, že udržiavajú „poriadok“ vo Vesmíre. Sú najslabšie zo všetkých druhov síl, takže sa výraznejšie prejavujú len v makrosvete. Ich dosah je nekonečný.

 

Elektromagnetické sily pôsobia medzi elektricky  nabitými časticami. Majú príťažlivý aj odpudivý charakter, kvantami poľa sú fotóny. Tieto sily napr. udržiavajú elektróny na obežných dráhach okolo atómových jadier, vytvárajú väzby medzi atómami a molekulami, zodpovedajú za chemické vlastnosti prvkov a podieľajú sa na chemických reakciách. Ich dosah je nekonečný.  Sú to sily, s ktorými najviac prichádzame do styku v každodennom živote. Dokonca aj mechanické silové javy, ako sú napr. deformácia, pružnosť, trenie a pod. sú založené na elektromagnetických interakciách  ( ide tu o vzájomné pôsobenie  medzi elektrónovými obalmi atómov látok).

 

Silné sily pôsobia medzi tzv. „ťažkými“ elementárnymi časticami, ako sú napr. protóny a neutróny. Sú príťažlivého charakteru, avšak s veľmi krátkym dosahom, rádovo  10^-15 m., takže sa uplatňujú len v mikrosvete. Pretože v oblasti svojho pôsobenia sú oveľa silnejšie ako elektromagnetické sily (rádovo 10³⁷-krát), sú schopné udržať pokope atómové jadrá. Kvantami sú tzv. mezóny p.

 

Slabé sily (slabé interakcie) spôsobujú rozpady, resp. vzájomné premeny elementárnych častíc. Kvantami sú tzv. bozóny W a Z. Vzhľadom na veľmi krátky dosah sa prejavujú len v mikrosvete. Ich dôsledkom sú aj niektoré druhy rádioaktivity, napr. rádioaktivita beta.

V tejto kapitole bližšie popisujeme gravitačné sily; s ostatnými druhmi síl sa oboznámime v iných moduloch.