Valmistautuminen leirikouluun

Valmistavia opintoja

Leirikouluun valmistaudutaan opiskelemalla hieman hiukkasfysiikkaa ja kiihdytintekniikkaa. Valmistaviin opintoihin kuuluu seuraavanlaisia asioita.
1. Kesälukemisena Dan Brownin Enkelit ja demonit.
2. Leirikouluun valmistava syysseminaari Jyväskylän yliopistolla 29.8.-14.
3. Luento esim. hiukkasfysiikan standardimallista yliopiston fysiikan laitoksella 4. jakson aikana?
4. Fysiikan kursseista 6, 7 ja 8 opiskellaan asioita, jotka liittyvät hiukkaskiihdyttimiin ja hiukkasfysiikan perusteisiin.
5. Selvitetään mitä tarkoitetaan esim. Higgsin mekanismilla, antiaineella, tetrakvarkilla, supersymmetrialla ja säieteorialla.

Kursseista 6, 7 ja 8 opiskeltavat asiat

Lue hyvin läpi kursseista 6, 7 ja 8 alle listatut asiat ( sivumerkinnät käyvät Tammen FYSIIKKA sarjan kirjoihin ). Merkitse ylös asiat, joita et ymmärrä ja kysy opettajalta tai kaveriltasi apua. Sisältöihin liittyvää laskentaa ei tarvitse alkaa opettelemaan. Voit myös lukiessasi pohtia jo mitä kysymyksiä voisimme esittää Cernin tutkijoille.

Kurssi 6 SÄHKÖ
s.77-80
-Sähkövaraukset ja niiden väliset voimat
s.88-92
-Sähkökenttä ja kentän voimakkuus. Kenttävoimakkuuden määritelmästä voidaan helposti laskea esim. hiukkaskiihdyttimen sähkökentän varaukseen kohdistama voima.
s.103
-Sähköisen voiman tekemä työ W=qU --> tästä saadaan työlle ja energialle uusi yksikkö 1eV. -->
Yhden voltin jännitteellä kiihdytetty elektroni saa liike-energian 1eV = 1,6...x10-19J

Kurssi 7 SÄHKÖMAGNETISMI
s.9-18
-Magneettikenttä
s.25-33
-Varattu hiukkanen magneettikentässä. Huomaa, että hiukkaskiihdyttimessä varaus kiihdytetään sähkökentässä ja se saadaa ympyräliikkeeseen kaareuttamalla sen rataa magneettikentällä. Tutki erityisen tarkkaan syklotronin toimintaperiaatetta.

Kurssi 8 AINE JA ENERGIA
s.42-46
-Atomimallien kehitys (Cernissä on sen historiaa esittelevä näyttely (MikroCosmos), jossa voit oikeasti tehdä itse Rtherfordin kokeen.)
s.84-93
-Atomin ytimen rakenne on ydinfyysikolle tietysti tärkeää osata. Hiukkaskiihdyttimillä tehtävät törmäykset ovat ydinreaktioita, joissa on huomioitava, että massaa voi muuttua energiaksi ja energiaa massaksi Ensteinin yhtälön E=mc2 mukaan ( c= valon nopeus, m=massa, E=energia). Esimerkiksi LHC-kiihdyttimellä annetaan protoneille suuri liike-energia, joka törmäyksessä voi muuttua massallisiksi hiukkasiksi.
s.166-175
-Cernissä tutkitaan aineen perusrakenteita ja niiden välisiä vuorovaikutuksia. Perushiukkasia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaa fysiikan standardimalli. Opettele standardimalli hyvin ja kiinitä huomiota myös sen puutteisiin.
-Hiukkasfyysikoiden suurimpiin tulevaisuuden haasteisiin kuuluu pimean aineen ja pimean energian luonteen selvittäminen (s.174 ja 175). Asiasta kuultaneen lisää Cernissä.

Kirjallinen tehtävä

Tee itsenäisesti tai parityönä lyhyt kirjallinen selvitys alla olevista hiukkasfysiikan aiheista. Tee vastauksesi tietokeneella ja palauta ne esim. sähköpostilla tai tiedostona oheiseen palautuskansioon erikseen sovittuun päivämäärään mennessä ( esim. helmikuun loppuun mennessä).

1) Higgsin mekanismi
2) Suprajohde
3) Tetrakvarkki
4) Supersymmetria
5) Säieteoria
6) Hiukasilmaisin
7) CMS
8) LHC
9) Mont Blanc
10) Antiaine

Palauta kirjallinen tehtävä tänne

Palautusaika päättyi
  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.