Embed Size (px)
Citation preview
Visuma rašanās un evolūcija. Elementārdaļiņas
un fundamentālās mijiedarbības.
P. Puķītis. Fizika 12. klasei: 166.-169. lpp.
Sasniedzamie rezultāti• Izmanto Lielā Sprādziena modeli Visuma attīstības skaidrojumā.
• Lieto fizikālo lielumu apzīmējumus, SI mērvienības un tās saista ar ārpussistēmas mērvienībām. Lieto skaitļa normālformu un decimālos daudzkārtņus.
• Apraksta elementārdaļiņu klasifikācijas iespējas.
• Apraksta fundamentālās mijiedarbības mikropasaulē, makropasaulē un megapasaulē.
• Izprot mērīšanas metožu atšķirības mikropasaulē, makropasaulē un megapasaulē.
Doplera efekts
http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/VM_F_10/saturs/6_temats/Doplera_efekts.pdf
Doplera efekts zvaigžņu izpētē
• Ja zvaigžņu attālums no Zemes mainās, ūdeņraža spektra līnijas nobīdās: – attālinās - sarkanais
spektrs, – tuvojas – zilais
spektrs https://forums.unrealengine.com/showthread.php?5907-The-Doppler-Effect
Habla likums• Attālināšanās ātrumu nosaka pēc galaktikas
spektra mērījumiem (Doplera efekts)
www.dzm.lu.lv/dbz/IT/VM_D_12/saturs/1.../D_12_01_VM3.ppt
Habla likums
• Visuma objekti attālinās no Zemes ar ātrumu v, kas ir tieši proporcionāls attālumam R līdz Visuma objektam
v = HR, kur
– v - galaktikas attālināšanās ātrums (km/s),– H - Habla konstante, H = 71 km/(s·Mpc),– r - attālums līdz galaktikai (Mpc).
1 Mpc (Megaparseks) = 3,1·1023 m
Attālumi starp zvaigznēm ir tik lieli, ka parasti tos nemēra metros vai kilometros, bet šādās garuma mērvienībās:
• astronomiskā vienība - vidējais attālums no Zemes līdz Saulei: 1 UA = 149,6 · 106 km;
• gaismas gads – attālums, ko gaisma veic viena gada laikā: 1 ly = 63240 UA = 946 · 1010 km;
• parseks – attālums, no kāda Zemes orbītas rādiuss ir redzams 1`` lielā leņķī: 1 pc = 3,262 ly =3,086 · 1013 km.
P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 66.lpp.
Habla likuma secinājums
• Ja attālums starp Visuma objektiem palielinās, tad var formulēt pieņēmumu, ka kādreiz Visums bijis mazs un saspiests
• Ja pieņem, ka Visuma izplešanās bijusi vienmērīga, var aprēķināt, ka tas sācis izplesties pirms aptuveni 13,7 miljardiem gadu
• Aprēķinu nepieciešams precizēt, jo 1998.g. konstatēts, ka izplešanās ir paātrināta
P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 66.lpp.
Lielā sprādziena modelis
http://profizgl.lu.lv/mod/book/view.php?id=19058&chapterid=4919
Lielā sprādziena modelis• Sākotnēji Visums bija niecīgs objekts ar milzīgu
blīvumu un temperatūru (Planka ēra līdz 10-43 s). • Tas strauji, sprādzienveidīgi izpletās. • Sākotnēji Visums sastāvēja tikai no
elementārdaļiņām vai to sastāvdaļām. • Visumam izplešoties, temperatūra un
blīvums pakāpeniski samazinājās un sākās kodoltermiskās reakcijas, kurās no protoniem veidojās hēlija atomu kodoli.
Lielā sprādziena modelis• Kodolrerakcijām beidzoties, Visums sastāvēja
aptuveni no 75% ūdeņraža un 25% hēlija (pāris minūtes).
• Turpmākajos 400 000 gados Visums turpināja izplesties un atdzist, līdz viela kļuva caurspīdīga un starojums varēja brīvi pārvietoties visos virzienos (reliktais starojums).
• Sākās pēdējais posms – veidojās gāzes mākoņi, zvaigznes, planētas, galaktikas.
P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 67.lpp.
Elementārdaļiņu veidi
• Atoms sastāv no elektroniem, protoniem un neitroniem
• Elektroniem nav iekšējās struktūras• Protoni un neitroni sastāv no kvarkiem, kam
nav iekšējās struktūras• Daļiņas, kurām nav iekšējās struktūras, sauc
par fundamentālām elementārdaļiņām – zināmas vairāk kā 100
https://www.youtube.com/watch?v=PRuZjOkmmWQ
Elementārdaļiņas raksturo
• elektriskais lādiņš• masa• spins (rotē ap savu asi magnētiskā lauka
virzienā vai tam pretēji)• spinam tiek pakārtots kvantu skaitlis
(elektronam ½)
Elementārdaļiņu iedalījums
• fermioni – daļiņas, kuru kvantu skaitlis ir tāds, kā elektronam (protoni, neitroni)
• bozoni – daļiņas ar kvantu skaitli 0 vai 1 (pozitīvie, negatīvie vai neitrālie pioni)
• antidaļiņas – pastāv atbilstoši katrai elementārdaļiņai (vienāda miera masa, bet pretējs kāds no citiem raksturojošiem lielumiem) – elektrons / pozitrons
Antiviela• Antidaļiņas veido antivielu (sastāv
no kodoliem – antiprotoni, antineitroni, ap kuriem riņķo pozitroni)
• Sintezē mākslīgi (Eiropas kodolpētījumu centrs CERN)
• Kad antidaļiņa saplūst ar savu daļiņu, notiek anhilācija – matērija no vielas pārvēršas lauka formā (starojuma kvantos)
http://people.physics.anu.edu.au/~cms130/phys2013/antimatter/id11.htm
Fundamentālās mijiedarbības
Mijiedarbības veidsMijiedarbības
attālumsMijiedarbības nozīme dabā
Mijiedarbības piemērs
Hadronu jeb stiprā mijiedarbība Ļoti mazs 10-14m
Nuklīdu pastāvēšana Kodolsintēze
Elektromagnētiskā mijiedarbības
Bezgalīgs Elementu
pastāvēšanaGaismas kvantu
izstarošana
Vājā mijiedarbības Ļoti mazsKodolu
pārvērtībasβsabrukšana
Gravitācijas mijiedarbības
Bezgalīgs Visuma uzbūve Planētu kustība
saules sistēmā
Mijiedabības spēkus nodrošina apmaiņas daļiņas jeb mijiedarbības nesējkvanti - bozoni
Elementārdaļiņas un fundamentālās mijiedarbības
• Daļiņas, starp kurām pastāv stiprā mijiedarbība un pārējās mijiedarbības – hadroni (protoni, neitroni)
• Hadroni sastāv no kvarkiem (6 kvarki un atbilstošie antikvarki, pieder pie fermioniem)
http://www.dzm.lu.lv/dbz/IT/D_12/default.aspx@tabid=3&id=630.html
protons
Elementārdaļiņas un fundamentālās mijiedarbības
• Vieglās daļiņas jeb leptoni (6 leptoni) elektrons, mions, tau daļiņa, neitrīno
• starp leptoniem nepastāv stiprā mijiedarbība, pārējās pastāv
Fundamentālās mijiedarbībasMijiedarbības
veids Apmaiņas daļiņas
Hadronu jeb stiprā mijiedarbība 8 dažādi gluoni satur kopā kvarkus
Elektromagnētiskā mijiedarbības
Starojuma kvants (fotons) satur kopā elektriski lādētas daļiņas
Vājā mijiedarbības Bozoni satur kopā kvarkus un leptonus
Gravitācijas mijiedarbības
Gravitons (eksperimentāli nav atklāts) satur kopā daļiņas, kam ir masa
Visuma evolūcija
• In
flāc
ija
Kvarku ēra
Had
ronu
ēr
a
Lept
onu
ēra
Starojuma ēra Matērijas
ēra
Plan
ka
Visu
ms
P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 66.lpp.
P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 67.lpp.
Visuma evolūcija
5
15
25
20
10
0 5×1011 1×1012 1,5×1012 2×1012
Gadi pēc Lielā Sprādziena
Izpl
ešan
ās p
aram
etrs
Sasniedzamie rezultāti• Izmanto Lielā Sprādziena modeli Visuma attīstības skaidrojumā.
• Lieto fizikālo lielumu apzīmējumus, SI mērvienības un tās saista ar ārpussistēmas mērvienībām. Lieto skaitļa normālformu un decimālos daudzkārtņus.
• Apraksta elementārdaļiņu klasifikācijas iespējas.
• Apraksta fundamentālās mijiedarbības mikropasaulē, makropasaulē un megapasaulē.
• Izprot mērīšanas metožu atšķirības mikropasaulē, makropasaulē un megapasaulē.
Papildus informācijas avoti:• https://prezi.com/hej5_9hdqipx/habla-petijumi-un-habla-likums/ • https://lv.wikipedia.org/wiki/Parseks• www.dzm.lu.lv/dbz/IT/VM_D_12/saturs/1.../D_12_01_VM3.ppt • http://profizgl.lu.lv/mod/book/view.php?id=19058&chapterid=4919• https://www.fizmix.lv/fiztemas/pasaules-uzbuve-14/visuma-rasanas-un-evolucija • http://profizgl.lu.lv/course/view.php?id=4 - MEGAPASAULES (kosmosa) FIZIKA (Ilgonis Vilks)• http://b1v.lv/wp-content/files/fizika_12/default.aspx@tabid=3&id=610.html • http://www.bigbangcentral.com/theory_page.html • http://www.macibuvideo.lv/mervienibas-si-sistema-normalforma • http://home.cern/ • http://www.cernland.net/
JAUTĀJUMI?
