De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Keerpunten 2009 A.P. Colijn De Kleinste Deeltjes.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Keerpunten 2009 A.P. Colijn De Kleinste Deeltjes."— Transcript van de presentatie:

1 Keerpunten 2009 A.P. Colijn De Kleinste Deeltjes

2 2 Vooruitblik Krachten: 1. Zwaartekracht 2. Elektromagnetisme 3. Zwakke kracht 4. Sterke kracht

3 I: De Kleinste Deeltjes

4 Het einde van de 19e eeuw De Klassieke Natuurkunde – Zwaartekracht - Newton – Electromagnetisme – Maxwell, … – Thermodynamica – Boltzman, …. Atomen als Bouwstenen Klassieke Natuurkunde

5 5 Zwaartekracht

6 6

7 7 Elektriciteit

8 8 + en - glas eboniet  Er is een kracht die “iets” doet met elektrische lading : 1. + en + lading stoten elkaar af 2. - en – lading stoten elkaar af 3. + en – lading trekken elkaar aan Elektrische lading komt in brokjes: kleinste eenheid is elektron lading.

9 9 Elektriciteit

10 College "Keerpunten" Universiteit van Amsterdam 2004/2005 (Frank Linde) 10 Magnetisme

11 11 NZNZ NZNZNZNZNZNZNZNZ NZNZNZNZ NZ Magnetisme

12 12 Elektro-Magnetisme

13 13 Het Atoom Het Periodiek Systeem

14 14 Het Atoom Hoe groot? · m Hoe zwaar? 1.7· – 4.5· kg Hoe veel? 1g waterstof = 6·10 23 atomen Getal van Avogadro =

15 15 Atomen: realiteit of fictie? I. Brownse beweging

16 College "Keerpunten" Universiteit van Amsterdam 2004/2005 (Frank Linde) 16 Atomen: realiteit of fictie? II. Electron microscopie

17 17 Atomen: realiteit of fictie? III. Scanning tunnel microscopie

18 Atomen: realiteit of fictie? IV: Collegezaal Experiment Stap1: maak klein stukje hand nat Stap2: blaas erover Observatie: ………… Verklaring met atoommodel!

19 Atomen: realiteit of fictie? V: Thermodynamica Heel veel atomen samen: Temperatuur:

20 20 Experiment Structuur van het Atoom Theorie &

21 21 Thomson ( ) e/m =  1.76  C/kg (e/m p =  10 8 C/kg) Thomson 1897 Structuur van het Atoom: Het Elektron

22 22 Millikan 1900 q e =   10  19 C Structuur van het Atoom: Het Elektron

23 Botsen op Atomen: Hypothese van Thomson

24 Botsen op Atomen: Resultaat van Rutherford

25 Ernest Rutherford ( ) “All science is either physics or stamp collecting” 1.α 2.atoomkern 3.proton

26 College "Keerpunten" Universiteit van Amsterdam 2004/2005 (Frank Linde)26 Bohr’s atoom model n = 5 Balmer serie

27   13.6  3.4  Balmer bindingsenergie (eV) quantumgetal n Paschen Lyman eV

28 Quantum mechanica Relativiteitstheorie In de natuurkunde is bijna alles al ontdekt. Alles dat overblijft is het vullen van een paar gaten. Natuurkunde Herzien PlanckDe BroglieBohrHeisenbergEinsteinSchrodinger

29 II: De Kleinste Deeltjes

30 30 Terugblik Krachten: 1.Zwaartekracht 2.Elektrische kracht 3.Magnetische kracht Atomen: positieve kern negatieve elektronen er omheen Bohr Model

31 31 Heisenberg: onzekerheidsrelaties Quantum Theorie De Broglie: deeltje-golf n=3 n=2 n=1

32 32 Schrodinger Vergelijking Quantum Theorie Natuurkunde op kleinste schaal beschreven door de golffunctie Ψ: |Ψ| 2 is kans / volume! Voorbeeld: Oplossing voor vrij deeltje (V=0) in 1-dimensie:

33 33 Energie spectrum zwarte straler golflengte ( )0  m0,5  m Quantum Theorie energie dichtheid GEEN Quantum WEL Quantum

34 34 Foto elektrisch effect invallend licht golflengte frekwentie f losgeslagen elektronen Quantum Theorie

35 35 Foto elektrisch effect Quantum Theorie golflengte  1 (  1 ) drempelspanning V drempel

36 36 Relativiteit + Quantum Relativistische Quantum Veldentheorie

37 37 Relativiteit + Quantum 37 Bhabha verstrooiing: Paar creatie: Paar annihilatie: Compton verstrooiing: e  ee  e Möller verstrooiing: e  e   e  e  e + e   e + e    e + e  e + e    (Feynman diagram) basis interactie Relativistische Quantum Veldentheorie

38 38 Deeltjesjacht Structuur in de atoomkern 1897 elektron Thomson 1911 kern Rutherford 1911 proton Rutherford 1932 neutron Chadwick

39 39 Deeltjesjacht Dirac voorspelt het anti-elektron Wat is een anti-deeltje?

40 40 Anderson ontdekt het anti-elektron! Bijna alle deeltjes “hebben” een anti-deeltje Deeltjesjacht

41 41 Proton elementair? Deeltjesjacht 1 fm elektron foton +2/3 -1/3

42 F elektrisch 42 Sterke Kracht Wat houdt het proton bijeen? F sterk! Quantum ChromoDynamica Gedragen door gluonen +2/3 -1/3

43 43 Zwakke Kracht -1/3 +2/3 -1/3 e-e- ν W-W- +2/3 Neutron verval = β verval

44 44 Elementaire Deeltjes Anno 2009

45 45 Sterke kernkracht: Yukawa e.a. Krachten Elektro-Magnetisme: Maxwell e.a. Zwaartekracht: Newton Zwakke kernkracht: Becquerel e.a.  W  & Z 0 g

46 III: De Kleinste Deeltjes – LHC tijdperk

47 47 Terugblik Krachten: 1. Zwaartekracht 2. Elektromagnetisme 3. Zwakke kracht 4. Sterke kracht Elementaire Deeltjes:

48 48 Zijn we klaar?

49 “dark stuff” = 96% “good stuff” = 4% Heelal foetsie!

50 50 Large Hadron Collider

51 51 LHC: Werkzame doorsnede Eenheid is “barn”= cm 2 1  b = cm 2 1 nb = cm 2 1 pb = cm 2 σ

52 52 LHC: Werkzame doorsnede σ ????

53 53 LHC: Luminositeit N1N1 B σ LN2N2 Aantal botsingen per seconde:

54 54 LHC: Energie Botsingenergie om een bijvoorbeeld een Higgs deeltje te maken

55 55 LHC: Wat botst er? +2/3 -1/3

56 56 LHC: Ongeluk 2008

57 57 Large Hadron Collider Moeten we bang zijn?

58 58 Vier Microscopen γ W +/- Z g Higgs boson?

59 59 ATLAS γ W +/- Z g Higgs boson?

60 10 september 2008 P 60 10:19 hrs: Beam hits closed collimater 140 m upstream Offline display Online display

61 61 CMS

62 62 LHCb γ W +/- Z g Higgs boson?

63 63 ALICE γ W +/- Z g Higgs boson?

64 64 Speculatie

65 Wat moeten wij daar nou weer mee?

66 Keerpunt 1 De orde der dingen in 1895: – De wereld van het Periodiek systeem Moleculen en atomen Je gelooft iets dat je niet kan zien – Zwaartekracht en Elektromagnetisme Hoe vind je uit hoe de Natuur werkt? Empirische wetenschap. Newton Coulomb, Faraday, Maxwell De Natuurkunde is af! Ontdekkingen: – Thomson: elektron – Rutherford: hoe ziet het atoom er uit? – Bohr model waterstof Leesstof T&H: hoofdstuk5 & hoofdstuk 8

67 Keerpunt 2 Quantum & Relativiteit – Natuurkunde op de schop – Tijdperk van de grote ontdekkigen Hoe zoek je naar het kleinste deeltje? – Botsende deeltjes met veel energie – Vaak botsen Nieuwe orde – Quarks en leptonen – Vier krachten Zwaartekracht Elektromagnetisme Zwakke kernkracht: W en Z deeltjes Sterke kernkracht: het gluon Leesstof T&H: hoofdstuk 13

68 Keerpunt 3 Wankele orde: – Wat moet je met de zwaartekracht? – Waar is het Heelal? De orde omver? – LHC versneller Hoe ziet een grote versneller er uit? Wat gaat er gebeuren als twee protonen botsen? Hoe staat het er nu voor? – Mega Detectoren De ogen van de deeltjes-fysicus: Je gelooft weer iets dat je niet kan zien! ATLAS: Hoe ziet het eruit? Hoe werkt het? Hoe staat het er voor? LHCb Nieuwe ontdekkingen? – Higgs deeltje – Super Symmetrie – Outer space…. Leestof T&H: niet van toepassing


Download ppt "Keerpunten 2009 A.P. Colijn De Kleinste Deeltjes."

Verwante presentaties


Ads door Google