Параграф 30 - Естествознание. 11 класс. Габриелян О. С.

Естествознание для 11-го класса
Предмет:	Естествознание
Класс:	11 класс
Автор учебника:	Габриелян О. С.
Год издания:	2014
Издательство:
Кол-во заданий:	48
Кол-во упражнений:
Мы в социальных сетях
Телеграм • ВКонтакте

Комментарии, вопросы по параграфу можно добавить на странице обсуждения.

Большой адронный коллайдер

Сравнение теорий происхождения Вселенной с мифами древности

• Сравните теории происхождения Вселенной и древние легенды и мифы разных народов о сотворении мира.

Теории происхождения Вселенной обычно включают теорию Большого взрыва и научное объяснение расширения Вселенной. Древние легенды и мифы из разных культур обычно связаны с создателем или создателями, такими как боги и богини, которые создают мир и всех его обитателей. Эти истории часто содержат сверхъестественные элементы и часто используются для объяснения неизвестного и передачи историй и ценностей из поколения в поколение. В то время как теории происхождения Вселенной основаны на научных наблюдениях и доказательствах, древние легенды и мифы разных народов дают представление о культуре, ценностях и верованиях разных обществ.

Основные этапы возникновения и эволюции Вселенной

• Назовите основные этапы возникновения и эволюции Вселенной.

Хотя теория Большого взрыва никак не доказана, но согласно ей выделяют следующие этапы возникновения вселенной:

1. Большой Взрыв: Начало Вселенной и начальное расширение пространства-времени.
2. Инфляция: период быстрого расширения Вселенной, вызванный силой отталкивания.
3. Повторный нагрев: переход от инфляционного периода к эпохе доминирования радиации.
4. Нуклеосинтез: производство легких элементов (водорода, гелия и лития) в горячей и плотной ранней Вселенной.
5. Формирование структуры: образование галактик, звезд и планет из первичного газа.
6. Реионизация: процесс повторной ионизации Вселенной после образования первых звезд и галактик.
7. Темные века: период относительного затишья во Вселенной до образования первых звезд и галактик.
8. Сегодняшний день: Текущее состояние Вселенной со звездами, галактиками и крупномасштабной структурой.

Устройство Большого адронного коллайдера

Один из туннелей БАК

• Опишите, как устроен Большой адронный коллайдер, за счёт чего достигается сверхпроводимость установленных на нём магнитов, в чём состоит принцип его работы.

Большой адронный коллайдер (БАК) — ускоритель частиц, расположенный в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве, Швейцария. Это крупнейший и самый мощный в мире коллайдер частиц, предназначенный для изучения фундаментальной структуры материи.

БАК расположен в круглом туннеле длиной 27 километров и расположен на 100 метров ниже франко-швейцарской границы. Он состоит из ряда сверхпроводящих магнитов, которые направляют и ускоряют два пучка протонов или других тяжелых ионов через туннель почти со скоростью света. Эти лучи движутся в противоположных направлениях, прежде чем столкнутся внутри туннеля в четырех разных точках.

Сверхпроводимость магнитов, установленных в БАК, достигается за счет их охлаждения почти до абсолютного нуля температур (-271,3 °C). Это делается путем накачивания вокруг них жидкого гелия. Сверхпроводящие магниты могут генерировать мощные магнитные поля с очень небольшими потерями энергии, что позволяет БАК разгонять частицы до очень высоких скоростей.

Принцип работы БАК основан на использовании двух пучков частиц, которые движутся в противоположных направлениях по туннелю и сталкиваются внутри туннеля в четырех разных точках. Столкновение двух лучей создает каскад новых частиц, которые затем изучаются детекторами, расположенными вокруг туннеля. Знания, полученные в результате этих исследований, могут помочь ученым лучше понять фундаментальную структуру материи и происхождение Вселенной.

• Длина окружности Большого адронного коллайдера составляет 26 659 м. Рассчитайте его радиус и диаметр.

Окружность = 2πr

26 659 = 2πr

радиус = 13 329,5 м/π=4243,0367м

Диаметр = 2r

Диаметр = 2 *4243,0367

Диаметр = 8486,0735

• Во время аварии на Большом адронном коллайдере в тоннель вылилась 1 т жидкого гелия. Рассчитайте количество вещества потерянного гелия и объём, который это количество вещества занимает при нормальных условиях.

Количество вещества, потерянного при разливе гелия, составило 1 тонну (1000 кг). При нормальных условиях 1 тонна гелия заняла бы объем 5,3 кубических метра.

Расчет:

1 тонна (1000 кг) x (1 м^3/0,176 кг) = 5,68 кубических метра

Ответ: 1 тонна гелия при нормальных условиях занимает объем 5,3 куб.

Расчёт тяжести протона

• Математики обнаружили интересный факт: отношение массы протона к массе электрона равно 6π5. Ответьте, во сколько раз протон тяжелее электрона.

Протон в 1836 раз тяжелее электрона.

Расчёт:

масса протона / масса электрона = 6π5

(1,6726 х 10-27 кг) / (9,109 х 10-31 кг) = 6π5

(1,6726 х 10-27 кг) / (9,109 х 10-31 кг) = 1836,09

Темы для рефератов

• Бозон Хиггса и его значение для науки
• Антивещество и антимир
• Тайна рождения Вселенной
• Участие российских учёных в работе Большого адронного коллайдера