» «

חלקיקים

בוזון היגס
מהו חלקיק היגס?



חלקיק היגס או בוזון היגס הוצג באופן תיאורטי בשנות השישים, במסגרת התאוריה של החלקיקים היסודיים. הפיזיקאי פיטר היגס אז את קיומו של חלקיק מסוג בּוֹזוֹן, מה שהעניק לו את שמו ה"בוזון של היגס".

חלקיק היגס הוא שנתן את המאסה לכל החלקיקים היסודיים האחרים. שדה היגס נוצר חלקיק שניה (משערים שמדובר בעשירית של מיליארדית השנייה!) לאחר המפץ הגדול והיצירה של היקום. הוא נמצא מאז מסביבנו ומכביד על החלקיקים ובכך הוא מקשה עליהם לזוז. זוהי המאסה של החלקיקים. היגס העניק אותה להם ויצר עולם.

בניסויים במאיץ החלקיקים העצום שנבנה בסרן שווייץ הצליחו המדענים להביא להיווצרות של הבוזון של היגס, הישג בלתי נתפס בשביל הפיזיקאים, שהצליחו להוכיח תיאוריה באופן מדעי, בעזרת טכנולוגיה מורכבת ויקרה מאד.


הסבר פשוט לבוזון היגס:

http://youtu.be/joTKd5j3mzk?t=6s


עוד על בוזון היגס:

http://youtu.be/eksz3eobV8A


תגלית קיומו של החלקיק האלוהי, הבוזון היגס:

https://youtu.be/r9MoEAejuGE


הנה הניסוי בשווייץ:

https://youtu.be/L1OYAOixW0o


והנה הסבר מפורט על הבוזון היגס:

http://youtu.be/IElHgJG5Fe4?t=13s
התפשטות תרמית
למה חומרים מתרחבים בחום?



כולנו מכירים את תכונת המתכת להתרחב בחום? - זו תופעה שנקראת "התפשטות תרמית" (Thermal expansion). בטמפרטורות קיצוניות אפשר ממש לשמוע את המתכת חורקת כשהיא מתרחבת (בחום), או מתכווצת בקור.

מבחינת המולקולות, מה שקורה בזמן ההתחממות הוא הגדלה משמעותית בכמות האנרגיה הקינטית שבכל מולקולה. זה יגרום לכל המולקולות לנוע, להסתובב, להתעקם ולהימתח הרבה יותר מקודם, בקור. בצורה כזו המקום שתופס אותו מספר של מולקולות הוא גדול יותר. כלומר, החומר מתרחב. בקור מתרחש בדיוק ההיפך - המולקולות נוטות להיות פחות דינמיות ובממוצע, לתפוס פחות מקום.

התפשטות החומר בחום לא מתרחשת רק במתכת אלא בכל חומר. נוזל? - הכספית הנוזלית במדחום והברומטר, נוטה להתפשט ככל שחם יותר. כשהיא מתפשטת בצינורית הזכוכית הדקיקה, היא מגיעה לשנתות וכך מראה את הטמפרטורה הנוכחית. מוצק? - בבניינים שאבני החיפוי שלהם עשויות אבן גיר, אפשר לראות שהבנאים מניחים אותן במרווח של כמה מילימטרים זו מזו, כך שהלחץ לא יסדוק את האבנים, ברגע שהן מתרחבות, בטמפרטורות הגבוהות.

כשהנפח משתנה, כתגובה לשינוי טמפרטורה, זה עלול לגרום למבנים גדולים כמו רכבות או גשרים לנזקים. לכן המהנדסים יוצרים מנגנונים הידראוליים שיאפשרו גמישות למתכת וימנעו נזקים, כמו סדקים ושבירה שלה, כתוצאה מהתפשטות החומר בשמש.

פתרונות דומים הם, למשל, מפרידי הגומי למסגרת חלונות עשויים ממתכת. כך מתמודדים עם הבעיה שיכולה לגרום תכונת המתכות המתפשטות בחום. פתרון דומה הם מחברים שיכולים להתפשט ולהתכווץ ובכך למנוע נזקים תרמיים במערכות צנרת.


הנה סרטון על התפשטות תרמית במדחום:

https://youtu.be/9JuKqkZVgTU


התפשטות גז - כך מתרחב גז חם:

https://youtu.be/cq6d9RAcIAQ


התפשטות מוצק - כך נתקע כדור מחומם בטבעת, לאחר שהתרחב:

https://youtu.be/ne8oPFTM_AU


והתפשטות נוזל חם:

https://youtu.be/3K7zcfcUJ_E


ניסוי שמדגים את תופעת ההתפשטות התרמית:

https://youtu.be/TDnLbjd429M


ההסבר האטומי למה שקורה בחום וקור לאטומים:

https://youtu.be/UukRgqzk-KE


שיעור על התפשטות תרמית:

https://youtu.be/LmN8bybyQY8?long=yes
חום (פיזיקה)
מהם חום וקור?



חום הוא תנועה מהירה של חלקיקי החומר וקור הוא תנועה איטית שלהם. גם הדחיסות שלהם משתנה כי אוויר חם הוא פחות דחוס מאוויר קר. החלקיקים באוויר מתחממים והם זזים במהירות, מה שמגדיל את המרווחים ביניהם, כלומר את הוואקום שבין חלקיקי האוויר. באוויר הקר, לעומת זאת, החלקיקים נעים לאט יחסית לאוויר החם והמרווח ביניהם מצטמצם.

לכן אוויר חם הוא קל והוא עולה למעלה, בעוד שאוויר קר הוא כבד ויורד למטה.


הנה ההבדלים בתנועת החלקיקים במים הקרים (תנועה איטית) ובחמים (תנועה מהירה):

https://youtu.be/G_TCFgEdEGc


הנה הסבר לחום והקור:

https://youtu.be/f1eAOygDP5s
מבנה האטום
איך בנוי האטום?



מעולם לא ראיתם אטום, נכון? - אבל למעשה ראיתם מיליארדים של אטומים ביחד. אטומים מרכיבים כל חומר שאנו מכירים, כולל את גופנו, המחשב שלנו, הכוכבים שבשמיים וההרים שבמדבר. אבל אי אפשר לראות אטום בודד, כי הוא קטן מאד מאד. אנו רואים תמיד חומרים, שעשויים מהמוני אטומים שמרכיבים אותם.

האטום מורכב מגרעין וסביבו ענן של אלקטרונים. הגרעין הזעיר (בגודל של 1/100,000 מגודלו הכולל של האטום ובמשקל של מאית מהמשקל הכולל!), מכיל רכיבים שנקראים פרוטונים וניטרונים. "ענן האלקטרונים" שמסביב לגרעין מכיל אלקטרונים שנעים בו, בתוך "ריק האטום", אזור ריק שתופס כמעט את כל נפח האטום (כ99.999% ממנו). בענן האלקטרונים מסודרים האלקטרונים מעין קליפות. ככל שהקליפה רחוקה מהגרעין, יש בה יותר אלקטרונים. האלקטרונים, אגב, מסתובבים מסביב לגרעין האטום במהירות עצומה.

בכל חומר יש כמות אטומית שונה של פרוטונים, ניטרונים ואלקטרונים. מה שמחזיק את מרכיבי האטום ביחד, היא אנרגיה חשמלית. לפרוטונים שבגרעין יש מטען חיובי וביחד עם הנייטרונים שכשמם הם נייטרליים, הם גורמים למטען החיובי של הגרעין. את הכוח החשמלי ששואף לפרק את הגרעין, מנצח כח חזק יותר שמחזיק את החלקיקים ביחד. זוהי האנרגיה האטומית, ששחרור שלה יכול לשרת את האדם, משימושים כמו תחנות כוח גרעיניות, ועד לנשק גרעיני כמו פצצות ביקוע גרעיני ופצצות היתוך גרעיני. האלקטרונים שטעונים במטען שלילי, נעים מסביב לגרעין.


המלצה
=====
קראו באאוריקה בתגית "שעון אטומי" על השעון האטומי שמודד את הזמן בדיוק מושלם, בעזרת סיבוב האלקטרון המדויק של אטום הצזיום 133.


הנה הסבר לילדים על האטום:

http://youtu.be/wRYfbGPG3LA


הנה מבנה האטום וכיצד ניתן לנצלו:

http://youtu.be/o1Ov3xk1F7g?t=23s


כלבים ממחישים את מבנה האטום - כחול (פרוטונים) וסגול (ניטרונים) נצמדים בגרעין האטום והירוקים הם האלקטרונים השליליים במטענם, שנעים מסביב:

http://youtu.be/addK0b2Isw8


הנה הסבר מהם אטומים:

http://youtu.be/mY1AMxUPhB8


הנה הסבר האטום ומספר החלקיקים בחומרים שונים:

http://youtu.be/Vi91qyjuknM


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.