Question

Prosta praca i przyjemna niestety nie mam zbytnio czasu

Answer 1

Półtorej godziny pisania, mam nadzieję, że wystarczy. Niestety, nie działają załączniki, gdy zaczną dodam to w formie pliku word. :)

 

       Już w starożytnej Grecji pojawiła się myśl dotycząca pojęcia atomu, znany materialista Demokryt uznał, że to najmniejsza, niepodzielna cząstka każdej substancji. Mimo, że dziś już udało się nam rozbić je na mniejsze części, nadal są najmniejszymi porcjami każdego
z pierwiastków, a ich połączenia tworzą wszystkie znane nam substancje. Sam Richard Feynman stwierdził, że gdyby zaszła kiedyś potrzeba zredukowania całej historii nauki do jednego zdania to brzmiałoby ono „Wszystkie rzeczy zrobione są z atomów”. Atomy są bardzo liczne i rozpowszechnione, a także bardzo trwałe. Można powiedzieć, że niemal każdy atom naszego ciała przeszedł przez kilka gwiazd, czy miliony organizmów zanim trafił do naszego ciała. Atomy są nie tylko trwałe, ale także niezwykle małe, bowiem ich skala wynosi dziesięciomilionową część milimetra. Same atomy zaczął badać Dalton, który ustalił, że substancje wchodzą w reakcje w ustalonych proporcjach. Następnie po postulatach Daltona pojawiły się cząstki ponad tysiąckrotnie lżejsze od atomu wodoru – elektrony. W tym samym czasie pojawiły się także fotony, które to wprowadził do życia Albert Einstein. Aby jednak lepiej zrozumieć temat omówmy najpierw budowę samego atomu. Każdy atom zbudowany jest z trzech rodzajów cząstek: protonów o dodatnim ładunku elektrycznym, elektronów, które mają ujemny ładunek oraz neutronów bez ładunku. Protony i neutrony są stłoczon w jądrze, natomiast elektrony krążą po orbitach dookoła, co można zobrazować następującym obrazkiem: (tu wstaw obrazek).

Za każdym razem, gdy dodamy jeden proton otrzymujemy atom innego pierwiastka. Musimy także pamiętać, że liczba elektronów zawsze jest równa liczbie protonów. Neutrony decydują o masie atomu, dodanie lub odjęcie ich zmienia izotop, lecz nie zmienia pierwiastka. Gdy dwa przedmioty się stykają w rzeczywistości nie dochodzi do bezpośredniego kontaktu, bo pola elektryczne ujemnie naładowanych ładunków powodują ich wzajemne odpychanie. Jako ciekawostkę można podać, że w istocie lewitujemy na wysokości jednego angstrema, na przykład siedząc na krześle. Obraz przedstawiony na powyższym rysunku po raz pierwszy odgadł japoński fizyk Hantaro Nagaoka w 1904r. Teraz już wiemy, że obraz ten jest w gruncie rzeczy fałszywy, bowiem elektrony nie są raczej podobne do krążących na orbitach planet, lecz do wirujących śmigieł wiatraka. Jednym z ciekawszych problemów jaki pojawił się w obliczu ówczesnej fizyki było widmo promieniowania wodoru – atomy promieniowały tylko na określonych długościach fal. Na innowacyjny pomysł wpadł wtedy Bohr, a opisał swe rozwiązanie w artykule zatytułowanym On the Constitutions of Atoms and Molecules. Wysunął tam teorię, iż elektrony nie spadają na jądra, ponieważ mogą zajmować jedynie określone orbity. Elektron by zmienić swą orbitę od razu pojawia się na innej, nie zajmując przestrzeni między nimi i jest to określane jako tzw. kwantowy skok. W końcu w roku 1926 powstała teoria łącząca elementy poprzednich wnioskowań zwana mechaniką kwantową. Znajdowała się wśród nich słynna zasada nieoznaczoności Heisenberga, która mówi, iż im precyzyjniej znamy położenie elektronu, tym mniej możemy powiedzieć o jego pędzie i vice versa. Największą z kwantowych zagadek jest idea splątania sformułowana przez Wolfganga Pauliego. Zgodnie z teorią kwantową cząstki posiadają spin, a w wyniku tego, gdy zmierzymy spin jednej z pary cząstek, to druga będzie miała spin określony i przeciwny do pierwszej niezależnie od tego jak daleko od siebie się znajdują. Przejdźmy teraz do ery detektorów. Jednym z pierwszych urządzeń do rozbijania cząstek był cyklotron skonstruowany w Kalifornii Ernest Lawerence. Detekcja cząstek sarkastycznie rzecz ujmując wymaga dużej dozy koncentracji, bowiem potrafią pojawiać się i znikać w ciągu 0,0000000000000000000000001 sekundy. Na każdy metr kwadratowy Ziemi zwrócony prostopadle do Słońca przelatuje kilkadziesiąt miliardów neutrin rocznie, a największe detektory rejestrują tylko setki z nich. Rozbijanie atomów jest łatwe, ciężej jednak zrobić to z jądrem atomowych.
W 2007r. w CERN-ie zaczął działać Wielki Zderzacz Hadronów który miał rozpędzać cząstki do energii 14 bilionów elektronowoltów, jednak obecnie pracuje na połowie pełnej mocy. Co się stanie gdy jądro zostanie rozbite? Wylatuje z niego dodatnio naładowany pozyton i kolejne neutrino, a jeden z protonów zamienia się w neutron. W świecie mikroskopowym obowiązują tylko podstawowe zasady zachowania: masy, pędu oraz energii i kilka innych. Oznacza to, iż spotykające się cząstki (cząstka i antycząstka) mogą anihilować pozostawiając po sobie fotony. Zgodne ze wzorem E=mc2 po zderzeniu mogą pojawiać się nowe cząstki. W 1936 roku odkryto mion, cząstkę 200 razy cięższą od elektronu. Później dołączyły do niego kolejne obiekty – mezony. Protony oraz inne cząstki, które podlegają oddziaływaniu silnemu noszą ogólną nazwę hadronów, które składają się z jeszcze mniejszych cząstek – kwarków. Dzięki nim udało się wyjaśnić ogromną rozmaitość krótko żyjących, silnie oddziałujących cząstek, ponieważ stanową one kombinację trzech kwarków – bariony lub kwarka i antykwarka – mezony. Kwarki zostały podzielone na sześć rodzajów: górny, dolny, dziwny, powabny oraz szczytowy. Z tego wyłonił się tak zwany Model Standardowy, który składa się z sześciu kwarków, sześciu leptonów oraz pięciu bozonów (plus hipotetyczny bozon Higgsa) wraz z trzema pośród znanych sił: słabego i silnego oddziaływania i elektromagnetyzmu. Podstawowymi elementami materii są kwarki oraz leptony, których łącznie nazywa się fermionami. Bozony to cząstki przenoszące oddziaływania, a należą do nich fotony oraz gluony. Rozpracowując to bardziej szczegółowo Model Standardowy dzieli się na trzy generacje. Pierwsza zawiera dwa leptony: elektron i neutrino elektronowe oraz dwa hadrony: kwark górny i dolny. Druga zawiera mion oraz neutrino mionowe, a także kwarki: dziwny

i powabny. Kolejna, najcięższa składa się z taonu, neutrina tau oraz kwarków: szczytowego oraz dolnego.

 

 

Linki do obrazków: http://efizyka.win.pl/przygoda/frameless/chart_body.html

http://www.geekweek.pl/lhc-pierwsza-maszyna-czasu/293401/