PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / Зачем нужны ускорители элементарных частиц
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: Зачем нужны ускорители элементарных частиц


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: Зачем нужны ускорители элементарных частиц


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 Зачем нужны ускорители элементарных частиц Подготовила: ученица 11 «А» класса МО
Описание слайда:

Зачем нужны ускорители элементарных частиц Подготовила: ученица 11 «А» класса МОУ Аннинский лицей Гречишникова Надежда.Учитель: Шевцова Эвелина Николаевна

№ слайда 2 Ускорители заряженных частиц.
Описание слайда:

Ускорители заряженных частиц.

№ слайда 3 Зачем физикам гигантские ускорители ? Современные физики-экспериментаторы, как и
Описание слайда:

Зачем физикам гигантские ускорители ? Современные физики-экспериментаторы, как и столетия назад, проводят опыты, однако «приборы» у них совсем других размеров. Объект исследований - микромир, хранящий пока тайны строения материи, пространства и времени. Эксперименты с элементарными частицами помогают развивать фундаментальную науку, а, значит, понять основы мироустройства. Микромир можно исследовать только с помощью «частиц-разведчиков», разогнанных до сверхвысоких энергий. Чтобы получить нужную энергию, требуются мощные электрические и магнитные поля, для чего и сооружают грандиозные по размерам и по сложности машины – ускорители.

№ слайда 4 Кому «принадлежат» ускорители ? Физика всегда была наукой интернациональной. Сов
Описание слайда:

Кому «принадлежат» ускорители ? Физика всегда была наукой интернациональной. Современная физика требует столь существенных затрат , что для увеличения научной эффективности экспериментов при тех же деньгах нужно объединение усилий как физиков, так и заинтересованных государств.В таких центрах науки, как Объединённый институт ядерных исследований (Россия), Брукхейвенская национальная лаборатория и Фермилаб (США) и других работают исследователи со всего мира.Создана и успешно функционирует Европейская организация по ядерным исследованиям - ЦЕРН (CERN), крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий, участниками которой являются десятки государств (У России статус страны-наблюдателя). Основным проектом ЦЕРНа в данное время является Большой адронный коллайдер (LHC).

№ слайда 5 Какая польза для практики от экспериментов на ускорителях? В мире насчитывается
Описание слайда:

Какая польза для практики от экспериментов на ускорителях? В мире насчитывается примерно 17 тысяч ускорителей, но лишь несколько десятков из них относятся к высокоэнергетическим и используются в научных целях. Фундаментальная наука — это основа технологий в долгосрочной перспективе. Подавляющее большинство – это компактные низкоэнергетические ускорители, использующиеся в целях медицины, дефектоскопии, обеззараживающих облучений и т. д.«Большая» наука уже сегодня дала методики и приборы, которые с успехом служат людям, это: адронная терапия раковых опухолей, позитронно-эмиссионная томография, мюонная химия и др.

№ слайда 6 Основные применения ускорителей Научные исследования. Стерилизация (продуктов пи
Описание слайда:

Основные применения ускорителей Научные исследования. Стерилизация (продуктов питания, медицинского инструмента). Медицина (лечение онкологических заболеваний, радиодиагностика). Производство полупроводниковых устройств (инжекция примесей). Радиационная дефектоскопия. Радиационное сшивание полимеров. Радиационная очистка топочных газов и сточных вод.

№ слайда 7 Зачем нужно развивать физику элементарных частиц? Даже в школьной физике можно н
Описание слайда:

Зачем нужно развивать физику элементарных частиц? Даже в школьной физике можно найти немало примеров удивительной схожести математического описания природных явлений и процессов и проследить аналогии между объектами из разных её областей.В современной физике эта «математическая экономность» природы ещё больше убеждает в том, что всё в природе взаимосвязано. Физика элементарных частиц, как составная часть физического знания о мире, находится на этапе становления, поэтому остаётся только догадываться, какие тайны и возможности перед нами откроются по мере её развития.

№ слайда 8 Как работает ускоритель? В основе работы ускорителей заложено взаимодействие зар
Описание слайда:

Как работает ускоритель? В основе работы ускорителей заложено взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями: частицы разгоняются до больших скоростей, затем ускоренные частицы приводят в столкновение с мишенями.Соударение частиц высоких энергий совсем не похоже на столкновение шаров при игре в бильярд. Мир высоких энергий и невообразимо малых расстояний настолько специфичен, что для описания взаимодействий в нём используется квантовая физика.Задача исследователя — восстановить картину события по зафиксированным следам частиц. Результат взаимодействия изучается путём анализа поведения очень большого числа частиц и проводится с помощью ЭВМ

№ слайда 9 Действие электрического поля на заряженные частицы Электрическое поле способно н
Описание слайда:

Действие электрического поля на заряженные частицы Электрическое поле способно напрямую совершать работу над частицей, то есть увеличивать её энергию.В однородном электрическом поле движение заряженных частиц происходит с постоянным ускорением, в неоднородном – с переменным. Во всех случаях при отсутствии сил сопротивления энергия, приобретённая изначально покоящейся частицей, равна работе, совершённой силами поля: 

№ слайда 10 Действие магнитного поля на заряженные частицы Магнитное поле, создавая силу Лор
Описание слайда:

Действие магнитного поля на заряженные частицы Магнитное поле, создавая силу Лоренца, лишь отклоняет частицу, не изменяя её энергии, и задаёт орбиту, по которой движутся частицы. Движение нерелятивистских частиц описывается классической физикой: при α = 90° радиус окружности период обращенияДля описания движения релятивистских частиц в однородном магнитном поле используется математический аппарат релятивистской физики.

№ слайда 11 Классификация ускорителей Современные ускорители классифицируют по разным призна
Описание слайда:

Классификация ускорителей Современные ускорители классифицируют по разным признакам: По типу ускоряемых частиц (различают электронные ускорители, протонные ускорители и ускорители ионов).По характеру траекторий частиц (линейные ускорители, в которых траектории частиц прямолинейны, и циклические ускорители, в которых траектории частиц близки к окружности или спирали). По характеру ускоряющего поля.По механизму, обеспечивающему устойчивость движения частиц в перпендикулярных к орбите направлениях.И др.

№ слайда 12 Принципы построения ускорителей заряженных частиц Основное разделение всех сущес
Описание слайда:

Принципы построения ускорителей заряженных частиц Основное разделение всех существующих в мире ускорителей - по принципу сообщения энергии. Можно:«нанизать» по прямой однотипные участки, собранные из стандартной, но достаточно сложной и дорогой аппаратуры, чтобы в каждом из них частицы последовательно приобретали новые порции энергии – построить линейный ускоритель;заставить пучок частиц проходить один и тот же ускоряющий участок многократно – построить «кольцевой», или «циклический» ускоритель. Для достижения высоких энергий используют кольцевые ускорители, там, где не нужны высокие энергии частиц - линейные ускорители.

№ слайда 13 Механические аналогии На этих рисунках художник попытался изобразить особенности
Описание слайда:

Механические аналогии На этих рисунках художник попытался изобразить особенности в способах ускорения частиц при помощи различных ускорителей заряженных частиц: а - линейный ускоритель; б - циклотрон; в - синхроциклотрон; г-синхрофазотрон.

№ слайда 14 Линейный ускоритель В линейных ускорителях траектории ускоряемых частиц близки к
Описание слайда:

Линейный ускоритель В линейных ускорителях траектории ускоряемых частиц близки к прямым линиям. По всей длине таких ускорителей располагаются ускоряющие станции. Наибольший из работающих линейных ускоритель (электронный ускоритель в Стэнфорде) имеет длину 3,05 км. Линейные ускорители позволяют получить мощные потоки частиц, но при больших энергиях оказываются слишком дорогими. Стэнфордский линейный ускоритель (SLAC)

№ слайда 15 Циклический ускоритель В циклических ускорителях «ведущее» магнитное поле изгиба
Описание слайда:

Циклический ускоритель В циклических ускорителях «ведущее» магнитное поле изгибает траектории ускоряемых частиц, свёртывая их в окружности (кольцевые ускорители или синхротроны) или спирали (циклотроны, фазотроны, бетатроны и микротроны). Такие ускорители содержат одно или несколько ускоряющих устройств, к которым частицы многократно возвращаются в течение ускорительного цикла.

№ слайда 16 Типы циклических ускорителей Деление осуществляется в зависимости от особенносте
Описание слайда:

Типы циклических ускорителей Деление осуществляется в зависимости от особенностей режимов ускорения :если частота ускоряющего поля и ведущее магнитное поле постоянны во времени - «циклотрон», если магнитное поле нарастает во время цикла ускорения - «синхротрон», если при этом изменяется и частота ускоряющего поля - «синхрофазотрон». В протонных ускорителях на очень высокие энергии к концу периода ускорения скорость частиц увеличивается настолько, что они обращаются по круговой орбите практически с постоянной частотой, поэтому синхрофазотроны для протонов высоких энергий называют «протонными синхротронами».

№ слайда 17
Описание слайда:

№ слайда 18 Устройство циклотрона Идея циклотрона проста: между двумя полукруглыми полыми эл
Описание слайда:

Устройство циклотрона Идея циклотрона проста: между двумя полукруглыми полыми электродами (3) - дуантами, приложено переменное электрическое напряжение (4). Дуанты помещены между полюсами электромагнита, создающего постоянное магнитное поле. Частица (1), вращаясь по окружности в магнитном поле, ускоряется на каждом обороте(2) электрическим полем в щели между дуантами, если частота изменения полярности напряжения на дуантах равна частоте обращения частицы (циклотрон является резонансным ускорителем). С увеличением энергии на каждом обороте радиус траектории частицы будет увеличиваться, пока она не выйдет за пределы дуантов.

№ слайда 19 Первый из циклических ускорителей Циклотрон — первый из циклических ускорителей;
Описание слайда:

Первый из циклических ускорителей Циклотрон — первый из циклических ускорителей; был разработан и построен в 1931 году американскими физиками Э. Лоуренсом и С. Ливингстоном, за что была присуждена Нобелевская премия в 1939 году.

№ слайда 20 Коллайдеры Коллайдеры  — ускорители заряженных частиц на встречных пучках, предн
Описание слайда:

Коллайдеры Коллайдеры  — ускорители заряженных частиц на встречных пучках, предназначенные для изучения продуктов их соударений. В коллайдерах элементарным частицам вещества сообщается наиболее высокая энергия, так как при встречном движении растёт относительная скорость.Это чисто экспериментальные установки, цель которых — изучение процессов столкновения частиц высоких энергий.

№ слайда 21 Действующие коллайдеры Развитие физики высоких энергий в 21-м веке связывается и
Описание слайда:

Действующие коллайдеры Развитие физики высоких энергий в 21-м веке связывается именно с коллайдерами. Их сооружено пока считанные единицы, и находятся они в самых развитых странах мира - в США, Японии, ФРГ, а также в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), базирующейся в Швейцарии (в России (Протвино) к концу 20-го века был сооружен подземный кольцевой тоннель длиной 21 км для российского коллайдера, однако этот проект к началу 21 века был остановлен по ряду причин, прежде всего – финансовых). Самый мощный из действующих находится в США и называется "Тэватрон", поскольку в его кольце длиной более 6 км и с использованием сверхпроводящих магнитов протоны ускоряются до энергии около 1 тераэлектронвольт (1 ТэВ =1000 ГэВ)..

№ слайда 22 Большой адронный коллайдер
Описание слайда:

Большой адронный коллайдер

№ слайда 23 Что такое БАК? Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; сок
Описание слайда:

Что такое БАК? Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; сокращённо БАК) — кольцевой ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.БАК  - это самая сложная экспериментальная установка, когда-либо созданная человеком. Его сложность — не только инженерная, но и научная, ведь его функционирование опирается на множество самых разных физических явлений.

№ слайда 24 Что ожидают учёные от запуска БАК? Задачи, стоящие перед LHC:Изучение хиггсовско
Описание слайда:

Что ожидают учёные от запуска БАК? Задачи, стоящие перед LHC:Изучение хиггсовского механизма. Подробнее про поиск и изучение бозона Хиггса на LHCПоиск суперсимметрии мира.Изучение топ-кварков. Подробнее про изучение топ-кварков на LHC Изучение кварк-глюонной плазмы.Изучение фотон-адронных и фотон-фотонных столкновений.Проверка экзотических теорий.

№ слайда 25 Идея проекта Идея проекта Большого адронного коллайдера родилась в 1984 году и б
Описание слайда:

Идея проекта Идея проекта Большого адронного коллайдера родилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Его строительство началось в 2001 году, после окончания работы предыдущего ускорителя — Большого электрон-позитронного коллайдера.

№ слайда 26 Размещение LHC Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского
Описание слайда:

Размещение LHC Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN), на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы, расположен под землёй на территории Франции и Швейцарии.БАК размещён в том же туннеле, который прежде занимал Большой электрон-позитронный коллайдер (длина окружности 26,7 км, глубина залегания туннеля — от 50 до 175 метров).

№ слайда 27 LHC В 27-километровом кольцевом подземном тоннеле протоны будут разгоняться «на
Описание слайда:

LHC В 27-километровом кольцевом подземном тоннеле протоны будут разгоняться «на встречных курсах» до немыслимых прежде в земных условиях энергий, а картины происходящих соударений и взаимодействий будут изучаться в 4-х экспериментальных зонах тоннеля, где размещено оборудование 4-х многоуровневых детекторов вторичных частиц. Эти детекторы называют по их английской аббревиатуре: ATLAS, CMS, ALICE, LHCb, и каждый из них нацелен на свою (в зависимости от типа устанавливаемого научного оборудования) экспериментальную программу.

№ слайда 28 Эсперимент ATLAS На сегодняшний день наиболее полную физическую теорию, описываю
Описание слайда:

Эсперимент ATLAS На сегодняшний день наиболее полную физическую теорию, описывающую все явления в которых участвуют элементарные частицы, называют Стандартной Моделью физики элементарных частиц. За единственным исключением, бозона Хиггса, все частицы Стандартной Модели наблюдались экспериментально.Эксперимент ATLAS будет проводиться на детекторе с тем же названием и предназначен для поиска сверхтяжёлых элементарных частиц. Физики верят, что эксперименты на детекторах ATLAS и CMS могут пролить свет на физику за рамками Стандартной Модели. Размеры детектора ATLAS: длина - 46 метров, диаметр - 25 метров, общий вес - около 7000 тонн. В проекте участвуют около 2000 ученых и инженеров из 165 лабораторий и универсистетов из 35 стран.

№ слайда 29 LHC и общество Одной строкой.Безопасны ли эксперименты на LHC? Наиболее часто об
Описание слайда:

LHC и общество Одной строкой.Безопасны ли эксперименты на LHC? Наиболее часто обсуждается опасность возникновения микроскопических чёрных дыр с последующей цепной реакцией захвата окружающей материи, а также угроза возникновения страпелек, гипотетически способных преобразовать в страпельки всю материю Вселенной.Да, безопасны. Эта уверенность основана на надежно проверенных законах физики, на экспериментальных данных с предыдущих ускорителей, а также на астрофизических данных.

№ слайда 30 Пуск коллайдера В августе 2008 года успешно завершились предварительные испытани
Описание слайда:

Пуск коллайдера В августе 2008 года успешно завершились предварительные испытания БАК, а 10 сентября был произведён официальный запуск коллайдера. В 12:28 по московскому времени запущенный пучок протонов успешно прошёл весь периметр коллайдера по часовой стрелке. В 17:02 по московскому времени запущенный против часовой стрелки пучок протонов также успешно прошёл весь периметр коллайдера. К сожалению, после первого запуска коллайдера произошла авария. Больше года шли ремонтные работы. В ближайшее время коллайдер заработает снова!

№ слайда 31 Вокруг коллайдера(для перехода щелкните на одно из изображений).
Описание слайда:

Вокруг коллайдера(для перехода щелкните на одно из изображений).

№ слайда 32 Вокруг коллайдера В CERN есть фолк-группа Les Horribles Cernettes (LHC, та же аб
Описание слайда:

Вокруг коллайдера В CERN есть фолк-группа Les Horribles Cernettes (LHC, та же аббревиатура, что и у БАК). Первая песня этого коллектива «Collider» была посвящена парню, который забыл о своей девушке, будучи увлечённым созданием коллайдера.

№ слайда 33 Вокруг коллайдера В научно-фантастическом телесериале Лексс (The Lexx, показ ста
Описание слайда:

Вокруг коллайдера В научно-фантастическом телесериале Лексс (The Lexx, показ стартовал в апреле 1997 года) в четвёртом сезоне главные герои оказываются на Земле. Обнаруживается, что Земля относится к планетам «типа 13», на последней стадии развития. Планеты типа 13 всегда уничтожают себя сами, в результате неудачного опыта по определению массы бозона Хиггса на сверхмощном ускорителе элементарных частиц, при этом сжимаясь до размеров горошины. В конечном итоге, Земля была уничтожена.

№ слайда 34 Вокруг коллайдера В шестой серии тринадцатого сезона мультсериала «Южный Парк» с
Описание слайда:

Вокруг коллайдера В шестой серии тринадцатого сезона мультсериала «Южный Парк» с помощью магнита из Большого адронного коллайдера была достигнута сверхсветовая скорость на конкурсе Дерби соснового леса (Pinewood Derby).

№ слайда 35 Вокруг коллайдера В фильме «Ангелы и демоны» антивещество из Большого адронного
Описание слайда:

Вокруг коллайдера В фильме «Ангелы и демоны» антивещество из Большого адронного коллайдера было украдено, и похитители хотели взорвать с помощью него Ватикан.

№ слайда 36 Вокруг коллайдера В фильме «Конец света» (англ. End Day) производства BBC послед
Описание слайда:

Вокруг коллайдера В фильме «Конец света» (англ. End Day) производства BBC последним из четырёх наиболее вероятных сценариев апокалипсиса являлась авария при запуске новейшего ускорителя элементарных частиц, повлекшая за собой образование чёрной дыры.

№ слайда 37 Используемые источники http://ru.wikipedia.orghttp://nuclphys.sinp.msu.ruhttp://
Описание слайда:

Используемые источники http://ru.wikipedia.orghttp://nuclphys.sinp.msu.ruhttp://pda.korrespondent.nethttp://elementy.ru/http://www.lenta.ru/http://newsbak.ru/http:// www.scorcher.ru и другие сайты.

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru