ročníková práca 2014 kvantová fyzika a atómový...

Ročníková práca 2014

Kvantová fyzika a atómový reaktor

Bruno Hubinský, III. A., ZŠ Kubranská Trenčín

ObsahÚvod...........................................................................................................1

Kvantová fyzika – čo je to?..........................................................................2

Rýchlosť svetla........................................................................................3

Laplaceho démon....................................................................................3

Častice a atóm............................................................................................4

Atóm.......................................................................................................5

Známe častice.........................................................................................8

Cesta neutrín z CERNu do Gran Sasso.....................................................9

Ako sa chytajú častice...............................................................................12

Známe častice..........................................................................................14

Fermióny...............................................................................................14

Bozóny..................................................................................................15

Hadróny.................................................................................................15

Atómový reaktor.......................................................................................17

Termojadrová energia............................................................................17

CERN.........................................................................................................18

Čo nám to všetko prinieslo?......................................................................19

Ukážky......................................................................................................20

Crookesov mlynček alebo Crookesov rádiometer..................................20

Plazmová guľa.......................................................................................20

Autíčko na solárny pohon......................................................................20

Laser.....................................................................................................20

Prečo byť vedcom?....................................................................................21

a STÁLE UNIKÁ..........................................................................................22

Zoznam použitej literatúry........................................................................23

Odkaz na prácu:

http://bruno.scot.sk/Bruno-rocnikova-2014-text-kvantova.odt

http://bruno.scot.sk/Bruno-rocnikova-2014-prezentacia-kvantova.odp

Úvod

Za všetko môže hra Minecraft a mod Industrial Craft 2 kde je kvantové

brnenie (Quantum Suit). Začal som rozmýšľať prečo sa to volá práve

kvantové. Spýtal som sa môjho otca čo to znamená quantum.

Málo ľudí vie ako kvantovú fyziku vysvetliť a ako to v kvantovej fyzike

funguje. Vybral som si ju aj preto, lebo ma zaujíma ako funguje atómový

reaktor. Napríklad ruský fyzik Piotr Lebedev prvý zmeral, že svetlo tlačí na

hmotné telesá a preto má hmotnosť. Bez kvantovej fyziky by nebol

objavený Higgsov bozón a ani by sme nerozumeli elektrine. Atómový

reaktor sme dokázali postaviť až keď sme porozumeli základom

kvantového sveta. Energiu môžme vyrábať aj z vody, uhlia alebo niečoho

horľavého. Atómový reaktor sa správne volá jadrový, lebo v ňom

využívame energiu jadier atómu. Kvantová fyzika nám priniesla veľmi veľa

vecí, ktoré používame každý deň. napríklad GPS, procesor a počítače,

tranzistor ale aj LED diódu ktorá svieti.

Bruno Hubinský W strana 1

Kvantová fyzika – čo je to?

Vo svete veľmi malých rozmerov už neplatí, že sa veci dajú deliť na menšie

časti ako sa nám zachce ale musíme ich deliť iba po určitom množstve.

Množstvo sa povie po anglicky Quantum, preto sa fyzika veľmi malých

častíc volá kvantová.

V priestore sa môžeme pohnúť iba o

určitú malú vzdialenosť, menšia ako

najmenšia kvantová vzdialenosť

nemôže existovať. Svet je zložený ako

keby zo zrniek. Je to rovnaké ako keď

skladáme z kociek Lego, tiež existuje

najmenšia kocka a neexistuje jej

polovica. Takto po kúskoch plynie aj

čas.

Najmenšie časti hmoty sa volajú

častice, preto sa kvantová fyzika

niekedy volá aj časticová fyzika.

V kvantovej fyzike platia špeciálne pravidlá, úplne iné ako v našom svete.

Nedokážeme zmerať polohu a rýchlosť častice ale iba polohu alebo iba

rýchlosť. Ani nedokážeme povedať kde sa presne častica nachádza, vieme

to iba približne. Ak meriame alebo pozorujeme nejakú vlastnosť častice tak

týmto pozorovaním zmeníme jej stav a už nedokážeme povedať v akom je

stave. Túto vlastnosť využívame na kvantové kryptovanie. Ak príde správa

zmenená viem, že ju niekto čítal. Tento jav sa volá princíp neurčitosti.

Keď Albert Einstein napísal svoju rovnicu E=m•c² dokázal, že hmota a

energia sú to isté. Iba sa inak prejavujú.

„V časticovej fyzike platí, že keď sa zrazí jablko a jahodatak vznikne banán.“


Rýchlosť svetla

Svetlo sa správa niekedy ako častica a niekedy ako vlnenie, preto

hovoríme, že má časticovo-vlnovú povahu. Žiadne teleso, ktoré má

hmotnosť nemôže letieť rýchlejšie ako svetlo.

V kvantovej fyzike je dôležitá rýchlosť svetla, 300 000 kilometrov za

sekundu alebo miliardu kilometrov za hodinu.

Presne 299 792,458 km/s čo je 1 079 252 848 km/h. Svetlo zo Slnka k nám

priletí za 8 minút a 18 sekúnd.

Laplaceho démon

Laplaceho démon ohrozil slobodu ľudskej mysle, keď Newton objavil

gravitačný zákon a dokázal, že sa dá vypočítať kam sa teleso pohne.

Budúcnosť sa dala presne predpovedať. To znamená, že by sme nemali

slobodnú myseľ. Vieme dopredu zistiť, či napríklad bedmintonový košík

odpinkneme alebo nie. Ak sa nenaučím dokážem predpovedať či dostanem

pätorku. Takýto svet sa volá deterministický, uvedomil si to Pierre-Simon

Laplace a povedal, že ak budeme mať možnosť spočítať správanie každého

atómu budeme vedieť presne predpovedať čo sa stane a nebudeme mať

možnosť to zmeniť. Nemali by sme slobodu v rozhodovaní o tom čo sa

stane. Našťastie v kvantovej fyzike existuje skutočná náhoda a princíp

neurčitosti nás zachránil.


Častice a atóm

Častice sú základné časti hmoty. Niektoré

ako napríklad neutrón sú zložené z ďalších,

iné sa už nedajú rozdeliť. Nedeliteľnú

časticu voláme elementárna častica.

To, že sa svet skladá z atómov povedal

grécky filozof Démokritos z mesta Abdéra v

Trácii okolo roku 400 pred naším

letopočtom. Gréci si mysleli, že atóm sa

nedá rozdeliť. Aj slovo atomos (ἄτομος)

znamená nedeliteľný.

Atóm má obal v ktorom sú elektróny. V strede je jadro sprotónmi a neutrónmi. Skoro ako jablko.

Na konci 19. storočia vedci zistili, že atóm má v sebe záporné elektrické

časti, ktoré nazvali elektróny. Tak sa zrodil pudingový model. Navrhol ho

Joseph John Thomson, preto sa mu hovorí Thomsonov model. Neskôr

Ernest Rutherford ostreľoval zlatú fóliu jadrami hélia a zistil, že atóm má

jadro. Niels Bohr vytvoril planetárny model podobný Slnku a planétam kde

sa elektróny pohybujú ako planéty okolo Slnka. Potom prišli kvantové

zákony a vedci zistili, že častice kmitajú a vytvárajú ako keby oblak. Tento

model atómu zostavili Werner Heisenberg a Erwin Schrödinger.


ako sa menila predstava o atóme

Atóm

Dlho si lúdia mysleli, že časti a atóm sú ako maličké guľôčky. To je

nesprávne. Ak by boli častice ako guľôčky, tak by sa museli ešte z niečoho

skladať. Najlepšie si časticu predstavíme ako chumáčik ktorého stred nemá

rozmer.

Atóm sa skladá z elektrónov (e-) v obale a jadra ktoré tvoria neutróny (N) a

protóny (P). Neutrón a protón sa skladá z troch kvarkov U a D a gluóny (g)

držia spolu kvarky. Ak priletí fotón (γ) tak sa zrazí s elektrónom a elektrón

získa viac energie. Neutríno (νe) preletí a z ničím sa nezrazí.

Jadro je veľmi malé. Keby mal atóm 100 metrov, toľko ako budova banky v

Bratislave, tak jadro by bolo iba ako hrášok. Protóny a neutróny by boli ako

zrnká piesku.


Antičastica a antihmota

Každá častica má aj svoj opak ktorý sa volá antičastica, ktorá ma niektorú

vlastnosť presne opačnú, napríklad elektrický náboj. Ak sa zrazí častica a

antičastica tak sa stratia a vzniknú fotóny. Hovorí sa tomu že anihilujú.

Antihmota je ako naša hmota ale je zložená z antičastíc.

Vlastnosti častíc

Pri časticiach určujeme a meriame kvantové vlastnosti, ktoré sme si

pomenovali podľa našich predstáv. Jedna z vlastností sa dokonca volá

chuť (flavour) aj keď časticu nikto neochutnal a ani sa to nedá. Majú aj

vlastnosť čo sa volá farba. Také malé veci ako častice ale farbu mať

nemôžu to si len vedci tak pomenovali.

Poznáme viac ako 260 častíc. Našu hmotu vytvára len málo z nich, ostatné

sa rýchlo rozpadajú na iné častice.

Spin je energia akou sa častica točí, hovorí sa tomu moment hybnosti.

Podobá sa pohybu detského vĺčika. Spin môže byť poločíselný alebo

celočíselný.

Náboj je koľko elektriny nesie častica, číslo hovorí koľko krát má

častica náboj elektrónu. Častice môžu byť kladné aj záporné. Píšeme to

plus alebo mínus.

Hmotnosť je niečo ako váha častice. Jednotka sa volá elektrónvolt

(eV). Jeden elektrónvolt je energia, ktorú získa elektrón keď ho postrčíme

jedným voltom (ceruzková batéria má 1,5 voltu). Jeden MeV je milión eV.

Aby sme mohli dobre merať častice potrebuje špeciálne malé jednotky.

Preto pridávame napríklad ku dĺžke predpony koľko krát je to menšie alebo

väčšie. Tie predpony sa volajú SI predpony. Každá je tisíc krát viac ako

predchádzajúca. Milimeter je tisícina metra.


Niektoré SI predpony sú:

T tera - bilión 1 000 000 000 000

G giga - miliarda 1 000 000 000

M mega - milión 1 000 000

k kilo - tisíc 1 000

m mili - tisícina 0.001

u mikro - milióntina 0.000 001

n nano - miliardtina 0.000 000 001

p piko - bilióntina 0.000 000 000 001

f femto - biliardtina 0.000 000 000 000 001

Používa sa aj jednotka Angstrom, to je 100 pikometrov. Jeden milimeter má

desať miliónov angstromov (Å). Atóm hélia je veľký jeden angstrom.

Interakcie

To ako na seba častice pôsobia voláme interakcia. Fotóny, bozóny a gluóny

sú špeciálne častice o ktorých horíme že prenášajú interakciu. Interakcie

sú elektromagnetická, slabá, silná a gravitačná.


Interakcie častíc

Známe častice

Niektoré sú zložené iné sú elementárne. Opis častíc a ich správania sa volá

Štandardný model. Poznáme viac ako 260 častíc. Našu hmotu vytvára len

málo z nich, ostatné sa rýchlo rozpadajú na iné častice.

Fotón

Keď je v pokoji nemá hmotnosť, preto môže letieť rýchlosťou svetla.

Predpovedal ho Einstein v roku 1905. Prejavuje sa svetlom a je to

najrýchlejšia objavená častica. Fotóny môžeme používať ako zdroj

elektriny tak, že keď slnko zasvieti na solárny panel, ten ho premení na

elektrickú energiu. Solárne panely najskôr používali na družiciach lebo vo

vesmíre svieti slnko silnejšie ako na zemi a na niektoré družice svieti stále.

Nesie elektromagnetickú interakciu.

Elektrón

Je vlastne nosič elektriny. Má záporný náboj preto ho označujeme e- .

Elektróny tvoria obal atómu a krúžia okolo jadra. Elektrinu používame ju na

rôzne veci. Napríklad ju používa mikrovlnka alebo iné domáce

elektrospotrebiče. Elektrinu používa aj naše telo - srdce vytvára elektrinu

a môžeme ju merať. Prúd môže byť jednosmerný alebo striedavý. Najlepší

vodič elektriny je striebro.

Neutríno

Dokáže preletieť cez celú zemeguľu bez toho, aby do niečoho narazili. Sú

najprenikavejšie častice. V roku 2011 z CERNu do Talianska posielali

neutrína a talianski vedci si mysleli, že neutríno išlo rýchlejšie ako rýchlosť

svetla. Neskôr sa zistilo, že to bol omyl. Zaujímavé je, že neutríno je také

malé že prechádza celou zemou a ani si ju nevšimne. To preto, lebo naň

pôsobí iba slabá interakcia. Tá dočiahne len na krátku vzdialenosť. Za

sekundu nám prebehne cez ruku milióny neutrín, ktoré idú zo slnka.

Neutrína ktoré vyrobia v CERNe posielajú do Talianska len tak cez zemskú

kôru 730 km ďaleko.


Cesta neutrín z CERNu do Gran Sasso

Detektor ktorý chytá neutrína sa volá OPERA. Neutrína sa veľmi málo

zrážajú s časticami preto je ťažké ich zachytiť. Zmerali asi 6000 neutrín ale

poslaných ich bolo viac ako 10 triliárd.


cesta Neutrín do Gran Sasso

Gluón

Držia kvarky pohromade v zložených časticiach aby sa nerozpadli. Pritom

je zaujímavé, že nejaká hmota je tvrdá a častica si cez ňu len tak preletí.

To preto lebo atómy majú v sebe vynechaného veľa priestoru. Gluóny nesú

silnú interakciu.

Bozón

Nesú slabú interakciu. Higgsov bozón je zatiaľ najnovšia objavená častica.

Kvôli nemu postavili celý LHC v CERNe. Tam púšťali neutróny proti sebe a

zistili Higgsov bozón. Ten je zodpovedný za to, že častice majú hmotnosť.

Kvark

Existuje 6 kvarkov a 6 antikvarkov. Sú uväznené v hadrónoch ako väzni na

väzenskom dvore.

Ako vznikol názov kvarkov

Murray Gell-Mann a George Zweig navrhli v roku 1964, že by stovka

dovtedy známych častíc mohla byť chápaná ako kombinácia práve troch

elementárnych častíc. Gell-Mann si zvolil pre tieto častice názov "kvarky"

(angl. quark, množ. quarks) – nezmyselné slovo, ktoré použil James Joyce

vo svojej knihe Finnegan's Wake: "Three quarks for Muster Mark !". Zdalo

sa mu, že taký zvuk vydávajú čajky nad loďkou.

Aby ich výpočty dávali dobré výsledky, museli kvarkom priradiť zlomky

elektrického elementárneho náboja e: (2/3)e a (-1/3)e. Takéto náboje

neboli predtým nikdy spozorované. Ani kvarky – ako izolované častice –

neboli nikdy spozorované. Preto boli kvarky spočiatku považované len za

matematický výmysel. Medzičasom experimenty presvedčili fyzikov, že

kvarky nielen existujú, ale že je ich dokonca šesť (nie len tri).


Prečo majú kvarky smiešne mená?

Pre kvarky existuje šesť chutí (druhov náboja). "Chute" (flavours)

znamenajú len: rozdielne druhy. Dvojica najľahších kvarkov sa volá up

(horný) a down (dolný). Mená kvarkov sú ich chute.

Tretí kvark sa volá strange (podivný). Jeho meno bolo zvolené vďaka

"nezvyčajne" dlhej životnosti takzvaných K častíc, ktoré obsahujú jeden

taký kvark. K častica bola objavená ako prvá častica obsahujúca "podivný"

kvark.

Štvrtý typ kvarku – charm (pôvabný) kvark – dostal svoje zvláštne meno z

rozmaru. Bol objavený v roku 1974 takmer súčasne na dvoch miestach – v

Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) a v Brookhaven National

Laboratory.

Piaty a šiesty kvark boli pôvodne nazvané "truth" (pravda) a "beauty"

(krása). Nuž ale samotní fyzici považovali toto označenie za príliš

"dramatické".

Bottom (spodný) kvark bol objavený v roku 1977 vo Fermi National Lab

(Fermilab), v novej kompozitnej častici - Ypsilon ().

Top kvark bolo objavený ako posledný tiež vo Fermilab-e, v roku 1995. Je to

kvark s najväčšou hmotnosťou. Táto skutočnosť už bola dávno predtým

predpovedaná, no nebola pozorovaná

Kombinácie šiestich vôní, troch farieb a antikvarkovvytvárajú 36 rôznych kvarkov.


Ako sa chytajú častice...

Atómy a ani častice se nedajú vidieť v mikroskope, preto vedci stavajú

detektory. Jeden z prvých detektorov funguje tak že máme veľmi čistú

kvapalinu a z nej sme spravili niečo ako sódovku, takže sme tam pridali

plyn. To sme dali do nádoby s veľkým tlakom. Nádobu umiestnime medzi

dva silné magnety. Keď cez tekutinu preletí častica spravia sa malé

bublinky. Tak vidíme ako letela a ako sa rozpadla.

Iný detektor funguje ako čiary za lietadlom na oblohe. Je v ňom stlačený

plyn, aby sa už skoro vytvorila hmla. Keď preletí častica spraví sa stopa

ako za lietadlom.


Moderné detektory už pracujú inak. Napríklad fotóny chytáme tak, že je

platnička, ktorá má veľa elektrónov. Keď do nej trafí fotón tak vystrelí

elektróny na druhú platničku tam sa zosilnia a prejdú ďalej a tam ich

zmeriame ako elektrický prúd. Takýto detektor sa volá fotonásobič.

V CERNe v detektore ATLAS alebo CMS používajú CCD detektory.

Počítač im spraví takéto obrázky.


Známe častice

V tabuľkách máme napísané podaktoré známe častice, ich mená, značku,

antičasticu a iné vlastnosti.

Fermióny

Riadia sa Pauliho vylučovacím princípom, nemôžu byť na rovnakom mieste

spolu. Majú polocelý spin.

Kvarky

menomeno

anglickyznačka antičastica náboj spin

hmotnosťMeV

horný up u u 2/3 1/2 3

dolný down d d - 1/3 1/2 6

pôvabný charm c c 2/3 1/2 1300

divný strange s s - 1/3 1/2 130

vrchný top t t 2/3 1/2 173000

spodný bottom b b - 1/3 1/2 4300

Leptóny

menomeno


hmotnosťMeV

elektrón electron e− pozitrón −1 1/2 0,51

elektrónové neutríno electron neutrino νe νe 0 1/2 0,01

mión muon μ− μ+ −1 1/2 105,70

miónové neutríno muon neutrino νμ

νμ 0 1/2 0,17

tau tau τ− τ+ −1 1/2 1777,00

tau neutríno tau neutrino ντ

ντ

0 1/2 15,50


Bozóny

Dobre sa spolu znášajú. Majú celý spin. Bývajú zložené s kvarkov, alebo sú

elementárne. Nesú interakcie.

meno menoanglicky

značka antičastica náboj spin hmotnosťMeV

fotón photon γ sám sebe 0 1 nemá

W bozón W boson W− W+ −1 1 80400,00

Z bozón Z boson Z sám sebe 0 1 91200,00

gluón gluon g sám sebe 0 1 0,01

Higgsov bozón Higgs boson H0 sám sebe 0 0 125300,00

gravitón graviton G sám sebe 0 2 ???

Hadróny

Sú to častice zložené z kvarkov, platí na ne silná interakcia.

Baryóny

Patria medzi fermióny, neznášajú sa. Je ich viac ako 120 typov. Sú zložené

z troch kvarkov. Najznámejšie baryóny sú neutrón a protón lebo vytvárajú

jadro atómu.

menomeno


hmotnosťMeV/c2

zložený zkvarkov

protón proton p+ p- 1 1/2 938,27 uud

neutrón neutron n n 0 1/2 939,57 udd

lambda lambda Λ Λ 0 1/2 1116,00 uds

omega omega Ω- Ω+ -1 3/2 1672,00 sss


Mezóny

Patria medzi bozóny, dobre sa znášajú. Sú tvorené kvarkom a antikvarkom

a je ich viac ako 140 častíc.

menomeno

anglicky značka antičastica náboj spinhmotnosť

MeVzložený zkvarkov

pión pion π+ π- 1 0 139,57 ud

kaón kaon K- K+ -1 0 493,67 su

rho rho ρ+ ρ- 1 1 775,40 ud

bé mezón B mezon B+ B- 1 0 5279,00 ub

éta C eta-c ηc sám sebe 0 0 2980,00 cc


Atómový reaktor

Jadrový reaktor vydáva veľké množstvo energie vo forme tepla napriek

tomu, že prísun paliva je veľmi malý (urán).

Do reaktoru sa dáva obohatený urán, z neho vyletí neutrón, ktorý rozbije

jadro uránu, to sa rozpadne na dve časti a vyletia aj tri neutróny ktoré zasa

rozbijú ďalšie jadro a tak sa to stále opakuje. To sa volá reťazová reakcia.

Pri tom vzniká veľmi veľa tepla. Teplo, ktoré vytvára jadrový reaktor,

roztáča turbíny. Turbíny roztáčajú generátor a generátor vyrába elektrinu.

Odpad, čo vyprodukuje atómový

reaktor by sa mal zakopať

hlboko do zeme. Z toho sa

vyrábajú nukleárne zbrane.

Napríklad atómová bomba.

Atómová bomba má vplyv na

celý svet. Keď Američania

bombardovali Hirošimu v

Japonsku, tak aj u nás na

Slovensku mohli ľudia, ktorí boli

vonku dostať nejakú chorobu.

Termojadrová energia

Jadrová syntéza by nám mohla poskytnúť neobmedzené množstvo energie.

Palivo pre jadrovú syntézu sa vyrába z bežných látok. Deutérium sa vyrába

z vody a trícium z lítia. Zatiaľ sme nedokázali fúzny reaktor postaviť preto,

lebo z bežných materiálov by sme museli spraviť takú nádobu kde sa dva

plyny musia zohriať na stoviek miliónov stupňov

a musia byť stlačené niekoľko sekúnd. Už sa

vyskúšalo viacero systému založených na

magnetických poliach alebo laseroch.

Vo Francúzku staviame reaktor ITER kde sa

vedci pokúsia spustiť fúziu ako vo hviezde.


CERN

Názov je skratkou z francúzskeho Conseil Européen pour la Recherche

Nucléaire, čo znamená Európska rada pre jadrový výskum.

LHC je stavba kde potvrdzujú a skúmajú

častice. LHC v CERNe je urýchľovač v tvare

prsteňa. CERN sa nachádza medzi Švajčiarskom a

Francúzskom. LHC je tunel dlhý 27 kilometrov,

100 pod zemou. Skladá sa z niekoľkých

urýchľovačov. Higgsov bozón hľadali vedci preto,

aby porozumeli vesmíru. Napríklad jeho vzniku.

Higgsov bozón zapríčiňuje to, častice majú

hmotnosť.

Celé sa to začalo v roku 1949 na konferencií v Lausanne, kde bolo zistené,

že ani jedna z krajín Európy nemá dostatočné možnosti na jadrový výskum

a jedinou možnosť je spojiť svoje sily. Vybrali Ženevu, ako miesto pre

vytvorenie laboratória. Už v 70 rokoch sa začalo rozmýšľať o stavbe LEP

Veľkého Elektrón Pozitrónového urýchľovača, oficiálna výstavba začala v

roku 1983. Je to tunel dlhý 27 kilometrov a 100 metrov hlboko pod zemou.

Tento obrovský projekt začali s vierou, že sa im podarí objaviť toľko

hľadaný Higgsov bozón. V roku 1990 predstavili protokol HTTP, je to

vynález Internetu. Skutočne vznikol v CERNe. V roku 1994 sa schvaľuje

výstavba najznámejšieho projektu CERNu, LHC, Large Hadron Collider po

slovensky Veľký hadrónový zrážač. Znovu sa dúfa v objav Higgsovho

bozónu, prapodstaty vzniku vesmíru a hmoty ako takej. Dostavaný bol v

roku 2008, ako náhrada projektu LEP v tom istom podzemnom tunely jeho

súčasťou je 6 detektorov ALICE, ATLAS, LHCb, CMS, TOTEM a LHCf.


Čo nám to všetko prinieslo?

Zaujímavou vecou je že energia sa dokáže

premeniť na hmotu, kde sú časy o zachovaní

hmoty. Pri zrážkach protónov sa tieto "rozbili" na

väčšie častice ako protóny, dnes vedci už medzi

hmotou a energiou nevidia veľký rozdiel. Zrážky

protónov je možné sledovať online. Ďalšou

zaujímavosť je výroba a skladovanie antihmoty.

Nie je to nič nadprirodzené. Medzi hmotou a

antihmotou je rozdiel v opačnom náboji. Klasický

atóm ma v jadre protóny a v obale elektróny u

antihmoty je to "naopak". V skutočnosti má

antihmota v jadre antiprotóny a v obale pozitróny.

Pri zrážke hmoty s antihmotou sa uvoľní obrovská energia. Zatiaľ sa tento

jav nedá nijak využiť v praxi, pretože na výrobu antihmoty je potrebné

veľké množstvo energie. Antiprotón ma tiež opačný náboj ako protón.

Vzniklo veľa užitočných vynálezov a prístrojov ktoré používajú kvantový

fyziku a veľmi nám pomáhajú. Napríklad lekárska magnetická rezonancia

zobrazuje vnútro pacienta.


môj mozog na MRI

Ukážky

Crookesov mlynček alebo Crookesov rádiometer

Je to svetelný mlynček. Skladá sa

zo sklenenej nádobky, z ktorej je

vyčerpaný vzduch a vrtuľky.

Reaguje na svetlo. Funguje tak, že

fotóny narazia do jednej z

doštičiek. Na bielu prídu, odrazia

sa na čiernej a pohltia. Tak ho

roztáčajú. Prístroj vynašiel v roku

1873 chemik William Crookes ako

vedľajší produkt svojho výskumu. Snažil sa ním zmerať pôsobenie svetla,

ktoré ovplyvňovalo jeho presné chemické merania.

Plazmová guľa

V sklenenej guli je zionizovaný plyn a my do toho plynu púšťame elektrinu.

Po priložení ruky na povrch gule vidíme fotóny.

Autíčko na solárny pohon

Funguje tak, že fotóny (svetlo) dopadnú na solárny panel, ktorý ich

premení na energiu. V našom prípade na elektrinu.

Laser

Štrbinový experiment – keď svetlo prejde cez úzku

zvislú štrbinu na druhej strane sa vytvorí vlna a

svetlo sa šíri ako vodorovná čiarka.

Difrakcia (ohyb) svetla okolo drôtiku. Fotóny za

drôtikom spravia dve vlny a na stene vidíme bodky

ako sa vlny stretajú.


Prečo byť vedcom?

Keď dánsky fyzik Niels Bohr (Niels Henrick

David Bohr) získal v roku 1922 Nobelovú

cenu za výskum štruktúry atómu, dostal od

pivovaru Carlsberg dom, ktorý mal potrubie

priamo z pivovaru s neobmedzenou zásobou

piva. Ten dom sa volá Carlsbergs Æresbolig.

O fyzikoch sa hovorí (a je to aj pravda), že jedia veľa orieškovej čokolády

aby sa im dobre pracovalo a aby mali veľa energie. Asi preto postavili

CERN vo Švajčiarsku.


WANTED

GRAVITÓN

PREDPOVEDANÝ ALEBO ŽIVÝ

ODMENA

NOBELOVÁ CENA

SPÔSOBUJE GRÁVITÁCIU

a STÁLE UNIKÁ


Zoznam použitej literatúry

• Nová mamutia kniha techniky – David Macaulay, Neil Ardley

Vydavateľstvo Slovart 1996.

• Fyzika v živej prírode – V. M. Varikaš, I. M. Varikaš, B. A. Kimbar

Slovenské pedagogické nakladateľstvo 1990

• Jeden výdych koňa – Martin Mojžiš, W Press a.s., Bratislava 2012

• Dva hrby ťavy – Martin Mojžiš, W Press a.s., Bratislava 2013

• Fyzika – 50 myšlienok, ktoré by ste mali poznať – Joane Baker

Vydavateľstvo Slovart 2013

• Vesmír v orechovej škrupinke - Stephen Hawking, Slovart 2002

• Skrytý pôvab symetrie alebo prechádzka svetom elementárnych častíc

RNDr. Štefan Olejník, DrSc. - prednáška v CVTI SR

• Metódy NMR ako ich nepoznáme, výskum materiálov

prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc. - prednáška v CVTI SR

• Lampa .týždeň : Štefan Hríb - Vlado Černý - Martin Mojžiš

• www.linuxos.sk/clanok/cern-alebo-spojme-svoje-sily-a-um-v-prospech-/

• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/grating.html

• www.cernland.net, http://cds.cern.ch/record/1125472

• universe-review.ca/F15-particle01.htm

• www.scienceinschool.org/print/2521

• www.nationalstemcentre.org.uk/elibrary/resource/2081/diffraction-of-laser-light

• http://video.mit.edu/watch/laser-diffraction-and-interference-3751/

• www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/light/single-slit-diffraction.html

• www.youtube.com/watch?v=KT7xJ0tjB4A a youtube.com/watch?v=GzbKb59my3U

• www.planet-science.com/categories/over-11s/physics-is-fun!/2011/11/dr-quantum-

explains-quantum-physics.aspx

• www.toutestquantique.fr/

• www.vuje.sk

• www.esa.int

• Forbes 2012 / 11

• Wikipédia

ročníková práca 2014 kvantová fyzika a atómový...

Documents