Hoe is de wereld opgebouwd
Download
1 / 46

Hoe is de wereld opgebouwd? - PowerPoint PPT Presentation


  • 183 Views
  • Updated On :

Hoe is de wereld opgebouwd?. De uitdaging voor de natuurkundigen. Op zoek naar het fundamentele . Waarom hebben zoveel dingen in deze wereld gelijke eigenschappen? Men is gaan beseffen dat de materie opgebouwd is uit enkele fundamentele bouwstenen van de natuur. . Geschiedenis.

Related searches for Hoe is de wereld opgebouwd?

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Hoe is de wereld opgebouwd?' - thane


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Hoe is de wereld opgebouwd l.jpg

Hoe is de wereld opgebouwd?

De uitdaging voor de natuurkundigen.


Op zoek naar het fundamentele l.jpg
Op zoek naar het fundamentele

  • Waarom hebben zoveel dingen in deze wereld gelijke eigenschappen?

    • Men is gaan beseffen dat de materie opgebouwd is uit enkele fundamentele bouwstenen van de natuur.


Geschiedenis l.jpg
Geschiedenis

  • Empedocles(5de eeuw voor C)

  • Democritos (400 BC)

    • Materie bestaat uit ondeelbare deeltjes: atomen.


Slide4 l.jpg
quiz

Atoom betekent:


Middeleeuwen en renaissance l.jpg
Middeleeuwen en renaissance

  • Nicolaus Copernicus,

    • het heliocentrische model.

    • revolutionair, omdat het inging tegen het heersende dogma van het wetenschappelijk gezag van Aristoteles

    • een volledige wetenschappelijke en filosofische omwenteling.


1500 1900 l.jpg
1500-1900

  • Na de Copernicaanse omwenteling

    • wetenschappelijke theorieën niet aanvaard kunnen worden zonder ze rigoureus te testen.

    • De communicatie tussen wetenschapsbeoefenaars nam toe

    • Dit leidde tot nieuwe ontdekkingen.

  • Waarneming en experiment werden daarbij belangrijker gevonden dan geloof in een autoriteit.


Galilei kepler en newton l.jpg
Galilei Kepler en Newton

Beweging van de planeten gevolg van gravitatiekrachten

Newton = grondlegger van de klassieke mechanica


Faraday en maxwell l.jpg
Faraday en Maxwell

  • Elektriciteit

    • Faraday ontdekt principe van de elektromotor en elektrolyse

  • Magnetisme

    • Maxwell legde de basis voor het idee dat licht een elektromagnetische golf is


Becquerel en curie l.jpg
Becquerel en Curie

Becquerel ontdekker radioactiviteit

De Curies zonderen als eersten radioaktieve elementen af uit erts


Moderne fysica l.jpg
Moderne fysica

  • Men dacht dat fundamentele principes gekend waren.

    • Atomen waren massieve bouwstenen

    • Bewegingswetten van Newton

    • Elektriciteit en magnetisme verklaard.

  • Maar de relativiteitstheorie van Einstein en onderzoek naar radioactiviteit deden de onderzoekers beseffen dat ze nog lang niet klaar waren.


1900 max planck l.jpg
1900 Max Planck

Licht bestaat uit energiepakketjes (=quantum) ook fotonen genoemd


Einstein l.jpg
Einstein

Licht gedraagt zich als een deeltje en als een golf

De lichtsnelheid is absoluut, tijd en lengte zijn relatieve grootheden

Massa kan omgezet worden in energie en omgekeerd

E=mc²


Heisenberg l.jpg
Heisenberg

Subatomaire deeltjes gedragen zich niet volgens de wetten van de newtoniaanse fysica, waarin alles keurig kon voorspeld worden.

Deeltjes hebben een impuls (m.v), maar hebben ook golfeigenschappen


Slide14 l.jpg

Quantummechanica geeft de wiskundige basis om het gedrag van subatomaire deeltjes te voorspellen onder de vorm van waarschijnlijkheden.


Slide15 l.jpg

Terug naar het begin … de geboorte van het Universum subatomaire deeltjes te voorspellen onder de vorm van waarschijnlijkheden.

van de Big Bang (Oerknal) tot het huidig Universum

Voor de Big Bang was er niets,

ook geen tijd en ruimte dimensies !!

Albert Einstein


Slide16 l.jpg

We beginnen dus van niets… de geboorte van het Universum subatomaire deeltjes te voorspellen onder de vorm van waarschijnlijkheden.

Theorie : Alles begon uit één enkel punt met oneindig veel energie

  • tijd  10-43 seconden

  • energie  1019 GeV

  • temperatuur  1032 K

  • alle mogelijke deeltjes (ook diegene die we nog niet kennen of nog niet ontdekt hebben)

  • alle krachten en deeltjes hadden dezelfde eigenschappen ...

  • Volledige symmetrie !!


Slide17 l.jpg

Een korte periode van inflatie… snelle groei van het Universum

Big

Bang

10-35 s

10-10 s

10-4 s

100 s

300000 jaar

nu

  • tijd  10-35 seconden

  • energie  1016 GeV

  • temperatuur  1027 K

  • Het ganse Universum had een grootte van ongeveer 1023 meter na deze periode.

  • Het Universum dat we vandaag zien had toen een grootte van ongeveer 3 meter !!!


Slide18 l.jpg

Verdere groei van het Universum… symmetrie is bijna weg ! Universum

Big

Bang

10-35 s

10-10 s

10-4 s

100 s

300000 jaar

nu

  • tijd  10-10 seconden

  • energie  102 GeV

  • temperatuur  1015 K

  • Dit is de hoogste energie die we vandaag in laboratoria kunnen bekomen !!


Slide19 l.jpg

Wel gekende neutronen en protonen worden gevormd Universum

Big

Bang

10-35 s

10-10 s

10-4 s

100 s

300000 jaar

nu

  • tijd  10-4 seconden

  • energie  1 GeV

  • temperatuur  1013 K

  • Het Universum is even groot als het zonnestelsel dat we vandaag kennen !!


Slide20 l.jpg

Kernen worden gevormd … protonen en neutronen combineren Universum

Big

Bang

10-35 s

10-10 s

10-4 s

100 s

300000 jaar

nu

  • tijd  100 seconden

  • energie  10-4 GeV

  • temperatuur  109 K

  • Bijvoorbeeld Helium kernen worden gevormd.

  • Dezelfde situatie als vandaag in sterren.


Slide21 l.jpg

Lichtste atomen worden gevormd … Universum wordt transparant

Big

Bang

10-35 s

10-10 s

10-4 s

100 s

300000 jaar

nu

  • tijd  300000 jaar

  • energie  10-9 GeV

  • temperatuur  104 K

  • Licht kan zich vrij door het Universum propageren zonder te botsen met atomen.

  • Sterrenkundige theoriën kunnen vanaf hier toegepast worden.


Slide22 l.jpg

Galaxiën en zware atomen worden gevormd transparant

Big

Bang

10-35 s

10-10 s

10-4 s

100 s

300000 jaar

nu

  • tijd  1 miljard jaar

  • temperatuur  18 K

  • Bijvoorbeeld ijzer atomen worden gevormd.

  • Nog geen menselijk leven mogelijk.


Slide23 l.jpg

Vandaag… de mensheid transparant

Big

Bang

10-10 s

10-4 s

100 s

300000 jaar

nu

10-35 s

  • tijd  15 miljard jaar

  • temperatuur  3 K

  • Chemische reacties overheersen en moleculen worden gevormd met atomen.

De mens begint zich af te vragen van waar het allemaal komt !!


Slide24 l.jpg

Natuur : Het verhaal van de Big Bang tot vandaag transparant

symmetrie

“chaos”

Elementaire deeltjes fysica of hoge energie fysica

Sterrenkunde

Chemie

Biologie ...

Verschillende theorieën

beschrijven verschillende

aspecten van de Natuur

Eén enkele theorie

die alles beschrijft


Slide25 l.jpg

Het verhaal van de Big Bang tot vandaag transparant

symmetrie

“chaos”

Experimenteel niet

toegankelijk vandaag :

andere theorieën trachten

deze periode te beschrijven

maar vandaag kunnen we

die nog niet verifiëren !!

vandaag

Eén theorie die alles

beschrijft tot ~200 GeV :

Het Standaard Model


Slide26 l.jpg
CERN transparant

Centre Européenpour la Recherche Nucléaire

In Zwitserland opgericht door verschillende landen.

Men gebruikt een deeltjesversneller (cyclotron)

Daardoor krijgen de deeltjes veel energie. (zoals kort na big bang)


Slide27 l.jpg

Rita Van Peteghem transparant


Slide28 l.jpg

Men versnelt deeltjes tot ze een grote snelheid (bijna de transparantlichtsnelheid) hebben en laat ze dan op elkaar botsen.

Tijdens de botsing vallen de deeltjes uit elkaar in elementaire deeltjes .


Slide29 l.jpg

  • - transparantDeeltjesversnellerslatenbij heel hogeenergieën toe nogveeldieper in de materie door tedringen:

Rita Van Peteghem


Het standaardmodel voor de materie l.jpg
Het standaardmodel voor de materie transparant

  • Wereld wordt beschreven in

    • materiedeeltjes

    • krachtvoerende pakketjes (quantum)


Materiedeeltjes l.jpg
Materiedeeltjes transparant

  • Quarks (vormen groepjes)

    • Up (+2/3) charm (+2/3) top(+2/3)

    • down (-1/3) strange (-1/3) bottom(-1/3)

  • Leptonen (blijven alleen)

    • Elektron(-1) muon(-1) tau(-1)

    • E-neutrino(0) m-neutrino(0) t-neutrino(0)

  • + hun antideeltjes hebben dezelfde massa maar een tegengestelde lading



Hadronen l.jpg
Hadronen generatie

  • Hadronen: de quark-groepjes

    • Baryonen: alle hadronen met drie quarks (qqq).Bijvoorbeeld: het proton (uud), en het neutron (udd).

    • Mesonen: een quark met een antiquark


Slide34 l.jpg
quiz generatie

  • Hoeveel jaar weten we al dat er meer is dan alleen protonen, neutronen, elektronen en fotonen?

    • 10?

    • 30?

    • 70?

    • 100?

  • 70jaar in1930 kende men neutrino’s en muon


Waarvan is de wereld gemaakt l.jpg
"waarvan is de wereld gemaakt?" generatie

Het antwoord is:

"quarks en leptonen

Nu komt de vraag:


Wat houdt de wereld bijeen l.jpg
"wat houdt de wereld bijeen?" generatie

  • De wereld die we kennen kan alleen verklaard worden door wisselwerking van de fundamentele deeltjes:

    • een aantrekkende of afstotende kracht van een deeltje op een ander deeltje,

    • verval van een deeltje in twee of meer andere,

    • annihilatie van een deeltje en zijn anti-deeltje.


Slide37 l.jpg
quiz generatie

Hoe heet dit beeldhouwwerk, en wie was de maker?


Slide38 l.jpg
quiz generatie

Welke bestaat uit quarks?

Baryon

Ja 3 quarks

Baron

Ja zelfs een echte edelman bestaat uit quarks

Lepton

Neen


Wisselwerking l.jpg
wisselwerking generatie

  • Gravitationele wisselwerking

    • Zeer zwak

    • Boodschapperdeeltje is graviton

    • Twee massa’s trekken elkaar aan, ze wisselen gravitonen uit

    • Zeer weinig over bekend op subatomaire schaal


Wisselwerking40 l.jpg
wisselwerking generatie

  • Elektromagnetisme

    • De krachten die men dagelijks ervaart: voorwerpen vallen niet uit elkaar, wrijving, normaalkracht enz

    • Boodschapperdeeltje is foton (licht bestaat ook uit fotonen)


Wisselwerking41 l.jpg
wisselwerking generatie

  • Sterke wisselwerking

    • Houdt quarks bij elkaar

    • Boodschapperdeeltje= gluonen.


Wisselwerking42 l.jpg
wisselwerking generatie

  • Zwakke wisselwerking

    • Zorgt ervoor dat quarks en leptonen vervallen in lichtere deeltjes

    • Uitwisselingsdeeltjes zijn bosonen


Slide43 l.jpg
quiz generatie

Welke wisselwerking veroorzaakt:

Wrijvingskracht

Elektromagnetische rest ww

Planeetbanen

Gravitatie tussen zon en planeet

Betaverval

Zwakke wisselwerking


Verval l.jpg
verval generatie

  • Behoudswetten

    • Behoud van lading

    • Behoud van massa/energie

    • Behoud van hoeveelheid beweging

    • Behoud van baryongetal

    • Behoud van leptongetal

  • Bv β-verval

    • n→p+ + e- + ve


Annihilatie l.jpg
annihilatie generatie

Deeltje + antideeltje levert energie die dan later terug kan omgezet worden in een deeltje en een antideeltje


Slide46 l.jpg

Elektron en positron racen met veel energie hun ondergang tegemoet.

Botsing en annihilatie, waarbij alle energie vrijkomt.

Uit de energie is een foton of een boson ontstaan, een boodschapperdeeltje

Een charm-quark en een charm-antiquark ontstaan uit het boodschapperdeeltje