fizyce i chemii w XX wieku

Transkrypt

1 Tytuł: Przełomowe odkrycia w fizyce i chemii w XX wieku Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 Promieniotwórczość - to zjawisko samorzutnego rozpadu jąder połączone z emisją cząstek alfa, cząstek beta, promieniowania gamma. Pojęcie promieniotwórczości

3 Promieniotwórczość naturalna Promieniotwórczość naturalna (inaczej promieniowanie naturalne) - promieniowanie pochodzące wyłącznie ze źródeł naturalnych: Z naturalnych pierwiastków radioaktywnych obecnych w glebie, skałach, powietrzu i wodzie: obecnych w minerałach, przyswajanych przez rośliny i zwierzęta, a także używanych jako materiały konstrukcyjne, syntezowanych w atmosferze wskutek reakcji składników atmosfery z promieniowaniem kosmicznym, promieniowanie przenikłe do środowiska wskutek działalności przemysłowej człowieka.

4 Promieniotwórczość sztuczna Promieniotwórczość sztuczna - promieniotwórczość trwałych pierwiastków chemicznych wywołana w sposób sztuczny przez napromieniowanie ich neutronami w reaktorze jądrowym lub przez "zbombardowanie" ich ciężkimi cząstkami, takimi jak na przykład protony, cząstki alfa i inne.

5 Rodzaje promieniotwórczości

6 Promieniowania: Promieniowanie alfa to rodzaj promieniowania jonizującego cechującego się małą przenikalnością. Promieniowanie alfa jest to strumień jąder helu. Promieniowanie beta - rodzaj promieniowania jonizującego wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas przemiany jądrowej. Promieniowanie gamma wytwarzane jest w wyniku przemian jądrowych albo zderzeń jąder lub cząstek subatomowych, a promieniowanie rentgenowskie, w wyniku zderzeń elektronów z atomami. Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i przenikliwym. Nazwa promieniowania gamma pochodzi od greckiej litery γ.

7 Wykorzystywanie promieniotwórczości Głównie promieniotwórczość wykorzystuje się w medycynie, energetyce (energia jądrowa) i celach militarnych (bomby atomowe). W medycynie jest stosowana do radioterapii schorzeń skóry, oraz naświetlania bomba kobaltowa. Do naświetleń tego typu używa się 60Co.

8 Blaski i cienie w promieniotwórczości

9 Pozytywne zastosowanie promieniotwórczości Zastosowanie reaktorów jądrowych jako źródła napędu statków i okrętów, Reaktory jądrowe wykorzystuje się w elektrowniach jądrowych do produkcji energii, Zastosowanie promieniotwórczości w medycynie, Pierwiastek promieniotwórczy tor stosuje się w koszulkach lamp gazowych, ponieważ w wysokiej temperaturze daje jasne światło, Technika.

10 Negatywne zastosowanie promieniotwórczości Pierwiastki promieniotwórcze wykorzystuje się do produkcji bomb jądrowych (atomowych), są one niemalże najniebezpieczniejszą bronią, Promieniowanie może być śmiertelnie niebezpieczne. Jasno widać to na przykładzie wybuchu z 1986 roku w Czarnobylu. Napromieniowanie spowodowało śmierć oraz zmiany genetyczne u wielu osób, w tym nienarodzonych dzieci, Na skutek skażenia napromieniowaniem zachodzą niekorzystne zmiany w środowisku. Wymierają rzadkie gatunki zwierząt, zostają skażone wody gruntowe, zatrute powietrze.

11 Zapoczątkowanie promieniotwórczości

12 Maria Skłodowska Curie Maria Salomea Skłodowska-Curie(ur. 7 listopada 1867 w Warszawie, zm. 4 lipca 1934 w Passy) fizyczka i chemiczka polskiego pochodzenia. Większość życia spędziła we Francji, tam też rozwinęła swoją karierę naukową. Prekursorka nowej gałęzi chemii radiochemii. Do jej dokonań należą: opracowanie teorii promieniotwórczości, technik rozdzielania izotopów promieniotwórczych oraz odkrycie dwóch nowych pierwiastków radu i polonu. Pod jej osobistym kierunkiem prowadzono też pierwsze badania nad leczeniem raka za pomocą promieniotwórczości. Dwukrotnie wyróżniona Nagrodą Nobla za osiągnięcia naukowe, po raz pierwszy w 1903 z fizyki wraz z mężem i Henrim Becquerelem za badania nad odkrytym przez Becquerela zjawiskiem promieniotwórczości, po raz drugi w 1911 z chemii za wydzielenie czystego radu. Do dziś pozostaje jedyną kobietą, która tę nagrodę otrzymała dwukrotnie, a także jedynym uczonym w historii uhonorowanym Nagrodą Nobla w dwóch różnych dziedzinach nauk przyrodniczych.

13 E=mc 2

14 Albert Einstein (ur. 14 marca 1879 r. w Ulm w Niemczech, zm. 18 kwietnia 1955 r. w Princeton w USA) jeden z największych fizykówteoretyków XX wieku, twórca ogólnej i szczególnej teorii względności, współtwórca korpuskularno-falowej teorii światła, odkrywca emisji wymuszonej. Laureat Nagrody Nobla za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego. Opublikował ponad 450 prac, w tym ponad 300 naukowych. Wniósł też swój wkład do rozwoju filozofii nauki.

15 Ogólna teoria względności (OTW) popularna nazwa teorii grawitacji formułowanej przez Alberta Einsteina w latach , a opublikowanej w roku Zgodnie z ogólną teorią względności, siła grawitacji wynika z lokalnej geometrii czasoprzestrzeni. Teoria Einsteina zawiera nietrywialne treści fizyczne dotyczące koncepcji czasu, przestrzeni, geometrii czasoprzestrzeni, związków masy "bezwładnej" i "grawitacyjnej" (bezwładna to ta występująca w zasadach dynamiki Newtona, a grawitacyjna w prawie powszechnego ciążenia) oraz spostrzeżenia dotyczące równoważności grawitacji i sił bezwładności. Jest ona uogólnieniem szczególnej teorii względności (obowiązującej dla inercjalnych układów odniesienia na dowolne, także nieinercjalne układy odniesienia).

16 Zmieniła ona sposób pojmowania czasu i przestrzeni opisanej wcześniej w newtonowskiej mechanice klasycznej. Jego szczególna i ogólna teoria względności stanowiła podstawę zrozumienia praw natury i takich pojęć jak przestrzeń, czas, masa i energia. Szczególna teoria względności sformułowana w 1905 roku jest nieodzowna, aby zrozumieć oddziaływania cząstek elementarnych. Ogólna teoria względności, która powstała 10 lat później otworzyła drogę do nowoczesnej kosmologii. Teoria pozwoliła usunąć trudności interpretacyjne i sprzeczności pojawiające się na styku mechaniki (zwanej obecnie klasyczną) elektromagnetyzmu.

17 Stosuje się ją w rozwiązywaniu problemów astrofoliz (np.: czarna dziura albo gwiazda neutronowa) oraz do problemów kosmologicznych takich jak np.: ewolucja wszechświata. Teoria także znalazła zastosowanie w technice, co pozwoliło manipulować zjawiskami przyrodniczymi. Tranzystory, mikroskopy elektronowe, komputery, komórki fotoelektryczne to zaledwie kilka przykładów olbrzymiego skoku w dziedzinie informatyki i komunikacji, który nastąpił dzięki Albertowi Einsteinowi.

18

19 Tranzystor jest to element elektroniczny, który posiada zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Posiada 3 wyprowadzenia nazywane : Bazą (B), Emiterem (E) i Kolektorem (C). Tranzystory możemy spotkać w wszelkiego rodzaju wzmacniaczach i pamięciach w tym również pamięci RAM i ROM występujących w komputerach.

20 Pierwszymi tranzystorami jakie wyprodukowano w Polsce były tranzystory ostrzowe. Niestety nie nadawały się one do praktycznego stosowania, ponieważ nie pracowały stabilnie i były nietrwałe. Dopiero w roku 1960 w Polsce rozpoczęła się masowa produkcja tranzystorów małej i średniej częstotliwości przez przedsiębiorstwo TEWA. Oto przykład tych właśnie elementów :

21 Tranzystor uważany jest za wielki wynalazek w dziedzinie elektroniki, ponieważ pozwolił on na zastąpienie wielkich, pochłaniających dużo energii lamp elektronowych: Dzięki rozwojowi technologii, coraz częściej używa się tranzystorów w postaci układów scalonych, gdyż przy skomplikowanych układach, wykonanie byłoby nie możliwe, lub wykonany układ zajmował by bardzo dużą powierzchnię. Przykładem tego rodzaju układów są między innymi procesory, w których znajdują się miliony takich właśnie tranzystorów. Jedną z ciekawostek dotyczących tranzystorów jest to że w roku 2001 holenderscy naukowcy z Uniwersytetu w Delft zbudowali tranzystor składający się z jednej nanorurki węglowej, jego rozmiar wynosi zaledwie jeden nanometr (jedna milionowa część milimetra), a do zmiany swojego stanu (włączony / wyłączony) potrzebuje on tylko jednego elektronu.

22

23 Jest to element elektroniczny używany jako przełącznik lub we wzmacniaczach napięcia prądu. Tranzystor zastąpił z powodzeniem duże, pobierające sporo prądu i wydzielające spore ilości ciepła lampy elektronowe, dzięki czemu umożliwiło to produkcję znacznie mniejszych urządzeń elektronicznych. Można było zacząć produkcję np. przenośnego radia - ponieważ tranzystory pochłaniają mało energii i można je zasilać z małych baterii. Dzisiaj wszystkie komputery i urządzenia elektroniczne pracują na tej samej zasadzie.

24 Opracowali: Kamila Kowalczyk Marta Raczyńska Jacek Zych Mariusz Świtalski Daria Orymkowska Kacper Rościszewski Wioletta Kotarska Agata Strychalska Jakub Jędrzejewski Krzysztof Kamola Paweł Radgowski Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego