Презентація з теми: "Мікро-, макро-, мегасвіти. Фундаментальні взаємодії."

Мікро-, макро- та мегасвіт. Фундаментальні сили.

Що таке макро-, мікро- та мегасвіт?

Як досліджують мікро- та мегасвіти?

Як вивчають мікросвіт?Антоні ван Левенгук. Суттєво удосконалив мікроскоп. Роберт Руденберг. Запатентував у 1931 р. електронний мікроскоп. Ернст Руска. У 1932 році сконструював прототип сучасного електронного мікроскопа.

Як вивчають мікросвіт?1986 р., Бінінг, Куейт, Гербер винайшли атомно-силовий мікроскоп. Він дає можливість розглянути віруси, атоми і молекули, виміряти сили тертя, пружності, адгезії, перемістити окремі атоми тощо. У 2006 році вчені під керівництвом Штефана Хелля розробили наноскоп, що дає можливість отримати тривимірні зображення об’єктів менших за 10 нм.

Як вивчають мікросвіт?

Як вивчають мегасвіт?Сконструйований Галілео Галілеєм телескоп допоміг йому зробити низку астрономічних відкриттів. Х. Гюйгенс створив телескоп із стократним збільшенням. Такі телескопи зараз використовують початківці-астрономи.Ісаак Ньютон дав нове життя телескопу, використавши дзеркальну систему, яку дотепер використовують у сучасних телескопах.

Як вивчають мегасвіт?Великий бінокулярний мікроскоп. Арізона. США

Як вивчають мегасвіт?Радіотелескоп Аресібо на острові Пуерто-Рико збудований у карстовій воронці. Уведений в експлуатацію 1967 року. У 2000 році після кількох ураганів остаточно зруйнувався.

Як вивчають мегасвіт?У 2022 році в китайській провінції Ґуйчжоу ввели у повноцінну експлуатацію радіотелескоп FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope), що став найбільшим астрономічним інструментом планети. Діаметр його рефлектора, збудованого у карстовій западині, сягає півкілометра.

Як вивчають мегасвіт?Після першого запуску космічного апарату дослідження космосу почали проводити не лише з Землі, а й з космосу. Важливою для астрономів подією був запуск 25 квітня 1990 р. на орбіту висотою 612 км космічного телескопа ім. Габбла. Нині в космосі працює низка інфрачервоних, ультрафіолетових, рентгенівських, гамма-обсерваторій, які досліджують небо в усіх діапазонах електромагнітних хвиль

Як вивчають мегасвіт?У 1995-му астрономи направили “Габбл” на, як здавалося, порожню ділянку неба у Великій Ведмедиці, і зробили знімки більше 3 000 галактик, занадто далеких для виявлення іншими телескопами. Телескоп “Габбл” допоміг астрономам визначити, скільки часу минуло з моменту Великого вибуху. “Габбл” виявив два нових супутники Плутона, що отримали назви Нікс і Гідра тощо.

На чому все тримається?

Станом на середину ХХ століття було відомо:4 фундаментальні взаємодії:2 вида матерії- гравітаційна- електромагнітна- сильна- слабка- речовина- поле це форма матерії, що складається з елементарних частинок, які мають певні розміри і масу, утворюють навколишні тіла.це форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між частинками речовини або тілами. Поле не можна побачити чи помацати, але можна відчути його вплив. Воно може існувати разом з частинками, або ж поширюватись самостійно.

Гравітаційна взаємодіяІсаак Ньютон. Закон всесвітнього тяжіння: всі тіла взаємно притягуються із силою, що прямо пропорційна добутку мас тіл, які взаємодіють, та обернено пропорційна квадрату відстані між ним. На відміну від Ньютона, Ейнштейн запропонував розглядати гравітацію як наслідок «викривлення» (деформації) простору-часу, яке відбувається під впливом масивного тіла.

Гравітаційна взаємодія. За передбаченням Ейнштейн, викривлення просту-часу масивними об’єктами має породжувати гравітаційні хвилі, що поширюються зі швидкістю світла. Оскільки гравітація – найслабша з чотирьох фундаментальних взаємодій, тільки космічні явища колосального розміру (взаємодія чорних дір, нейтронних зір, вибух наднової) можуть стати джерелом відчутних для нас гравітаційних хвиль. Перші докази існування гравітаційних хвиль було здобуто в 1974 р., коли в системі однієї з подвійних зір зареєстрували зменшення періоду обертання внаслідок втрати енергії через випромінювання гравітаційних хвиль. За це відкриття американські радіоастрономи Джозеф Тейлор і Расселл Халс у 1993 р. одержали Нобелівську премію. Зареєструвати гравітаційні хвилі вчені змогли лише 14 вересня 2015 р. За це відкриття Райнер Вайс, Баррі К. Баріш і Кіп С. Торн одержали Нобелівську премію 2017 року.

Гравітаційна взаємодія. Отже, на Землі діють гравітаційні сили. Чи діють на ній сили відштовхування?Чим вони зумовлені?Отже рівнодійну відцентрової сили і сили притягання називають силою земного тяжіння. Як пов’язана відцентрова сила із швидкістю обертання планети?Де буде сильніша сила відштовхування?Де відповідно буде сильнішою сила земного тяжіння?Гравітаційне поле утримує на Землі всі предмети й потужну атмосферу, зумовлює найважливіші фізико-географічні процеси: стік річок, рух підземних вод, обвали й лавини в горах, знесення продуктів руйнування до підніжжя схилів, формування рельєфу. Без гравітаційної взаємодії. Земля не мала б свого теперішнього вигляду. І, найголовніше, гравітаційне поле втримує на відстані супутник Землі Місяць, який істотно впливає на земні процеси.

Електромагнітна взаємодія. Поняття поля (електричного та магнітного) увів Майкл Фарадей у 1830 р. Згідно із цими уявленнями заряджені частинки або струми створюють в усіх точках навколишнього простору особливий стан — поле, яке діє на будь-яку іншу заряджену частинку або струм, уміщені в довільну точку цього простору. Вирішальний крок у пізнанні електромагнетизму зробив у середині XIX ст. Джордж Максвелл, який об’єднав електрику й магнетизм в єдину теорію електромагнетизму У 1865 р. Джордж Максвелл теоретично довів, що електромагнітні коливання за своєю внутрішньою природою мають властивість поширюватися в просторі зі швидкістю світла. В 1820 р. данський учений Ганс Крістіан Ерстед виявив дію електричного струму на магнітну стрілку й змусив замислитися вчених про взаємозв’язок електричних і магнітних явищ.

Сильна взаємодія. Сильна взаємодія зв’язує заряджені однойменним електричним зарядом протони в ядрах атома й цим забезпечує їхнє існування і, як наслідок, різноманіття хімічних елементів. Важливою характеристикою сильної взаємодії є те, що вона діє не між будь-якими частинками. Частинки, які беруть участь у сильній взаємодії, називають адронами, а ті, що не беруть - лептонами.

Слабка взаємодія. Слабка взаємодія — універсальна взаємодія між будь-якими частинками, що ввідповідає за перетворення одних мікрочастинок на інші. Це взаємодія нетривалої дії, яку виявляють на відстанях, менших за 10 у степені -16 см.