ΟΜΙΛΟΣ «ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑ»

Παρουσίαση με θέμα: "ΟΜΙΛΟΣ «ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑ»"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΟΜΙΛΟΣ «ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑ»
LOGICOMIX 2ο ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΓΕΛ ΑΘΗΝΩΝ

2 νομπελιστεσ κατα τον μεσοπολεμο JOHANNES STARK,NIELS BOHR ENRICO FERMI,ERNEST LAWRENCE ΒΑΣΙΛΗΣ ΣΟΦΡΩΝΗΣ (Γ6)-ΠΟΛΥΚΑΡΠΟΣ ΣΚΟΥΡΤΗΣ(Β6) Υπευθυνοσ καθηγητησ:Αλεξανδροσ κατερησ

3 JOHANNES STARK Ο Johannes Stark γεννήθηκε στις 15 Απριλίου 1874 στο Βασίλειο της Βαυαρίας στο Schickenhof(το σημερινό Freihung).Σπούδασε στο πανεπιστήμιο του Μονάχου όπου ασχολήθηκε με μαθηματικά,φυσική,χημεία και κρυσταλλογραφία.Καθιερώθηκε πανεπιστημιακός το 1897 με την διδακτορική του διατριβή να άπτεται της κλασσικής μηχανικής του Νιούτον.Στη συνέχεια δίδαξε σε αρκετά πανεπιστήμια όπως Munchen,Hannover,Aachen,Greifswald.

4 Βραβεύσεις για το έργο του
-Βραβείο Baumgartner της Ακαδημίας Επιστημών της Βιέννης Μετάλλιο Matteucci -Βραβείο Vahlbruch της Ακαδημίας των επιστημών Göttingen Βραβείο Νόμπελ 1919

5 Το συγγραφικό του έργο Ο Σταρκ ήταν επίτιμος διδάκτωρ πολλών πανεπιστημίων όπως του Gottingen,της Ρώμης,της Βιέννης,του Leyden και της Καλκούτας.Επίσης ήταν αρκετά δραστήριος όσον αφορά το ερευνητικό κομμάτι καθώς δημοσιεύσε πάνω από 300 συγγράμματα φυσικής όπως Die Elektrizität in Gasen (Ηλεκτρισμός στα αέρια), Die Elektrizität im chemischen Atom (Ηλεκτρισμός στο χημικό άτομο), Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik (Το ετήσιο βιβλίο της ραδιενεργού δραστηριότητος και ηλεκτρονικών)

6 Σχέσεις με τον Ναζισμό Ο Σταρκ ήταν φανατικός οπαδός του Ναζιστικού κινήματος.Ενετάχθη στην παράταξη της NSDAP και επεχείρησε να γίνει Der Physikfuhrer( Ο Φύρερ της Φυσικής) μέσω του κινήματος Deutsce Physik.Θεωρούσε ότι οι επιστήμες πρέπει να λειτουργούν προς όφελος του έθνους ενισχύοντας με κάθε τρόπο την πολεμική βιομηχανία.Καταδίκαζε την «Εβραϊκή Φυσική» με πρώτο τον Άινστάιν και τον Βέρνερ Χάιζενμπεργκ τον οποίο αν και είχε Γερμανική καταγωγή αποκαλούσε Weiss Jude(λευκό Εβραίο) στην εφημερίδα των Ες Ες, λόγω της συνεργασίας του με τον Άινστάιν.

7 Σχέσεις με τον Ναζισμό ΙΙ
Το 1933 με την άνοδο του Adolf Hitler στην εξουσία,ο Σταρκ κατέλαβε προνομιούχες θέσεις στην επιστημονική έρευνα. Εξελέχθη πρόεδρος του Physikalisch-Technische Reichsanstalt (Φυσικοτεχνικού Ινστιτούτου).Ταυτόχρονα κατείχε και το πόστο του προέδρου του Deutsche Forschungsgemeinschaft (Γερμανικός οργανισμός Ερευνών).Μάλιστα εξέδωσε και το βιβλίο Nationalsozialismus und Wissenschaft όπου εξηγούσε πώς η επιστήμη πρέπει να υπηρετεί τον Ναζισμό.

8 Ο Σταρκ και το Νόμπελ Ο Γιοχάννες Σταρκ βραβεύτηκε το 1919 με το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη του φαινομένου Ντόππλερ και τον διαχωρισμό των φασματικών γραμμών πάνω σε ηλεκτρικά πεδία γνωστό ως φαινόμενο Σταρκ. Από πολλούς η εργασία του αυτή αποτελεί προάγγελο της Κβαντικής Μηχανικής της οποίας τον δρόμο άνοιξε ο Μαξ Πλανκ.

9 Φαινόμενο Σταρκ Ο Johannes Stark βραβεύτηκε με το Νόμπελ για το εξής πείραμα που πραγματοποίησε.Σε έναν καθοδικό σωλήνα έβαλε υδρογόνο σε αέρια μορφή με συνθήκες εξαιρετικά χαμηλής πιέσεως και διαφορές δυναμικού της τάξης των 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑠.Ενώ λοιπόν αναμένονταν οι ατμοί του υδρογόνου να ακολουθήσουν ευθεία πορεία παρατηρήθηκε ότι τα άτομα υδρογόνου μετατοπίζονταν κατά 𝑑 𝑥 𝐷𝑜𝑝𝑝𝑙𝑒𝑟 .

10 Δομή καθοδικού σωλήνος

11 JOHANNES STARK: Αναγνωρίζοντας ότι το άτομο δομείται από ηλεκτρικά κβάντα η ανθρωπότητα έκανε ένα μεγάλο βήμα στην κατανόηση της δομής της ύλης. Θα περάσει πάνω από ένας αιώνας για να καταλάβουν οι επιστήμονες πώς είναι δομημένη η ύλη.

12 NIELS BOHR( )

13 Η ζωη του Ο Niels Bohr γεννήθηκε στην Κοπεγχάγη στις 7 Οκτωβρίου Ο πατέρας του ήταν καθηγητής φυσιολογίας ενώ η μητέρα του ήταν από μια πολύ πλούσια Εβραϊκή οικογένεια. 1905 χρυσό μετάλλιο από την Βασιλική Ακαδημία για τις μελέτες και τα πειράματά του σχετικά με την επιφανειακή τάση.Το 1911 έλαβε την Διδακτορική του Διατριβή και συνέχισε την έρευνα στο πανεπιστήμιο. O Bohr το 1912 ήρθε για πρώτη φορά σε επαφή με τον Rutherford. Επέστρεψε στην Κοπεγχάγη όπου και ανέλαβε μια θέση(θεωρητικής Φυσικής) η οποία είχε φτιαχτεί αποκλειστικά για αυτόν το 1916. H γυναίκα του η Margrethe Nørlund, ήταν αδελφή του Φυσικού Niels Erik Nørlund.Έκαναν 6 παιδιά από τα οποία πέθαναν τα 2 ενώ τα υπόλοιπα διέπρεψαν επαγγελματικά.

14 Σχεσεισ με τον πολεμο και την πυρηνικη βομβα
Ο Bohr το 1940 έλαβε ένταλμα σύλληψης από το ναζιστικό κόμμα καθώς είχε εισβάλλει στη Δανία και λόγω της καταγωγής του ο Bohr διώχθηκε.Η κυβέρνηση κατάφερε να τον φυγαδεύσει στη Σουηδία και από εκεί κατέφυγε στην Αγγλία και ύστερα από συνάντηση με τον Werner Heisenberg επείσθη να φύγει στην Αμερική και να ασχοληθεί με το Manhattan Project.

15 Διακρισεισ για το εργο του
1922 Βραβείο Νόμπελ 1925 Barnard-Medaille από το πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης 1961 Sonning-Preis από το πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης . Ήταν πρόεδρος της βασιλικής ακαδημίας επιστημών και της επιτροπής για την ατομική ενέργεια. Ένα από τα λίγα μη Βρετανά μέλη της βασιλικής κοινωνίας του Λονδίνου, της Accademia dei Lincei στη Ρώμη, της Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina και άλλων διεθνών επιστημονικών συλλόγων. Επίτιμος διδάκτωρ αναρίθμητων πανεπιστημίων σε όλο τον κόσμο. Παρεσημοφορήθη από το ανώτατο στρατιωτικό τάγμα του Δανικού στρατού,το τάγμα των ελεφάντων.

16 Διακρισεισ για το εργο του ιι
Το Μπόριο πρότυπο ονομάστηκε έτσι από τον Bohr που ασχολήθηκε εκτενώς με αυτό. Το 1965 το Δανικό ινστιτούτο φυσικής ονομάστηκε ινστιτούτο Niels Bohr. Το Μπόριο (αριθμός στον π.π. 108) ονομάστηκε έτσι από τον Bohr. Το Χάφνιο ονομάστηκε έτσι από το λατινικό όνομα της Κοπεγχάγης γιατί ο Bohr που γεννήθηκε εκεί μελέτησε τις ιδιότητές του. Ο Αστεροειδής 3948 Bohr . Το 1997 η τράπεζα της Δανίας άρχισε να εκδίδει νομίσματα των 500 κορωνών με το πρόσωπο του Bohr.

17 Το ατομικο μοντελο και το νομπελ
Ο Bohr ασχολήθηκε ενδελεχώς με το πώς είναι δομημένο το άτομο μετά από το προβληματικό μοντέλο του J.J.Thomson αλλά και του Ernest Rutherford.Πρότεινε λοιπόν ένα μοντέλο κατά το οποίο το ηλεκτρόνιο (στο άτομο του υδρογόνου), με κατάλληλη παροχή ενέργειας, μπορεί να μεταπηδήσει σε άλλες θέσεις, τις λεγόμενες στοιβάδες.Βέβαια αυτό έλυσε αρκετά προβλήματα που δεν μπορούσε να το κάνει το μοντέλο του Rutherford αλλά στηρίχτηκε σε 4 αξιώματα-παραδοχές.

18 Οι 4 παραδοχεσ Πρώτη παραδοχή: Το ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου περιφέρεται γύρω από το θετικά φορτισμένο πυρήνα με την επίδραση της δύναμης Coulomb που δέχεται από αυτόν.

19 Οι 4 παραδοχεσ Δεύτερη παραδοχή: Τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινούνται γύρω από τον πυρήνα μόνο σε ορισμένες κυκλικές τροχιές στις οποίες η ενέργειά τους είναι κβαντισμένη. Οι τροχιές αυτές ονομάζονται επιτρεπτές τροχιές ή ενεργειακές στάθμες. Οι επιτρεπτές τροχιές έχουν ακτίνα r που καθορίζεται από την κβαντική συνθήκη: επιτρεπτές τροχιές είναι οι τροχιές στις οποίες η στροφορμή L των ηλεκτρονίων είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του ħ (ħ=h/2π). Με αυτή τη συνθήκη η στροφορμή γίνεται μέγεθος κβαντισμένο αφού μπορεί να πάρει μόνο διακριτές τιμές. (h:Σταθερά του Πλανκ, n:κύριος κβαντικός αριθμός). L=mur=nħ,n=1,2,3,…

20 Οι 4 παραδοχεσ Τρίτη παραδοχή: Όταν το ηλεκτρόνιο κινείται σε ορισμένη επιτρεπομένη τροχιά δεν εκπέμπει ακτινοβολία. Τέταρτη παραδοχή: Όταν το ηλεκτρόνιο μεταπηδήσει από μία επιτρεπομένη τροχιά σε μια άλλη μικρότερης ενέργειας, τότε εκπέμπεται ένα φωτόνιο με ενέργεια ίση με τη διαφορά μεταξύ της αρχικής και της τελικής του ενέργειας. 𝛦 𝛼 − 𝛦 𝜏 =ℎ𝑓

21 Ενεργειακη μελετη ηλεκτρονιου
𝛦=−𝑘 𝑒 2 2𝑟 , ολική ενέργεια ηλεκτρονίου Ε=-Κ η μηχανική ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι διαρκώς αντίθετη της κινητικής. 𝑟 𝑛 = 𝑛 2 ⋅ 𝑟 1 ,n=1,2,3,…, ∞, 𝑟 1 =0.53⋅ 10 −10 m n ο κύριος κβαντικός αριθμός 𝐸 𝑛 = 𝐸 1 𝑛 2 ,Επιτρεπόμενες τιμές ενέργειας με 𝐸 1 =−13.6𝑒𝑉

22 Προβληματα που ελυσε το μοντελο του μπορ
Το μοντέλο του Bohr κατάφερε να εξηγήσει τον λόγο που το φάσμα του υδρογόνου δεν ήταν συνεχές και υπήρχαν συγκεκριμένα μήκη κύματος όπου απεικονίζονταν. Κατέρριψε το μοντέλο του J.J.Thomson το οποίο έλεγε πως το ηλεκτρόνιο δεν αλληλεπιδρούσε με την προσπίπτουσα ακτινοβολία ενώ διαψεύσθη αυτό πειραματικά από τον Ernest Rutherford.

23 Προβληματα που δεν μπορεσε να εξηγησει το μοντελο του Bohr
Δεν συμβαδίζει με την αρχή της αβεβαιότητος του Werner Heisenberg(𝛥𝑥𝛥𝑝≥ ℏ 2 ). Το μοντέλο αυτό καταρρίφθηκε αρχικώς από τον De Broglie και στη συνέχεια από τον Scrödinger. Στην τρίτη παραδοχή το μοντέλο του Bohr παραβιάζει την αρχή του Maxwell όπου λέει πως ότι επιταχύνεται εκπέμπει ποσά ακτινοβολίας.

24 Νiels henrik david bohr
Όλα όσα αποκαλούμε αληθινά είναι φτιαγμένα από πράγματα που δεν μπορούν να θεωρηθούν αληθινά. Αν η κβαντική μηχανική δεν σας έχει ήδη σοκάρει δεν την έχετε καταλάβει ακόμα.

25 Μαθηματικά και λογοτεχνία
Ernest Lawrence Enrico Fermi

26 Ernest Lawrence Ο Ernest Lawrence, Αμερικανός φυσικός και νομπελίστας
Εφευρέτης της διάταξης που ονομάζεται κύκλοτρο, μια συσκευή για την επιτάχυνση σωματιδίων με σκοπό την διάσπαση ατόμων. Ο Ernest Lawrence γεννήθηκε στο Canton, Νότια Ντακότα, ΗΠΑ , 1901 Σπούδασε στα Πανεπιστήμια της Νότιας Ντακότα, Μινεσότα, Σικάγο και Yale.

27 Ο Lawrence ίδρυσε το Lawrence Berkeley Lab, το παλαιότερο από τα εθνικά εργαστήρια στις ΗΠΑ, το 1931. Διακρίσεις Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1939 Βραβείο Enrico Fermi το 1957

28 Κύκλοτρο Στα 1931, Ernest O. Lawrence και ο μαθητής του Stanley Livingston κατασκεύασαν τον πρώτο κυκλικό επιταχυντή σωματιδίων. Οι κυκλικοί επιταχυντές λειτουργούν στροβιλίζοντας σωματίδια σε κυκλική τροχιά, δίνοντάς τους όλο και περισσότερη ενέργεια σε κάθε περιστροφή. Τα σωματίδια συγκρατούνται σε κυκλική τροχιά μέσω ισχυρών μαγνητών και επιταχύνονται μέσω ηλεκτρικών πεδίων. Υπάρχουν πολλά είδη κυκλικών επιταχυντών, οι οποίοι από την αρχή της δεκαετίας του τριάντα έπαιξαν αποφασιστικό ρόλο στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων, από τις χαμηλότερες στις υψηλότερες ενέργειες. 

29

30 Νόμπελ 1939 Το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το έτος 1939 απονεμήθηκε στον Ernest Lawrence "για την εφεύρεση και ανάπτυξη του κύκλοτρου καθώς επίσης για τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με αυτό, ιδίως όσον αφορά τα τεχνητά ραδιενεργά στοιχεία"

31 Το σχέδιο Μανχάταν Όταν ξέσπασε ο  Β΄ Παγκόσμιο πόλεμος ο Lawrence  συνέβαλε στην έρευνα για τη κατασκευή ενός πυρηνικού όπλου. Το εργαστήριό του έγινε ένα από τα πρώτα ερευνητικά κέντρα,  την εποχή του πολέμου. Ο  Lawrence ήταν και εκείνος που μύησε τον τον Robert Oppenheimer στις ιδέες  που θα οδηγούσαν στο Σχέδιο Μανχάταν

32 Σεπτέμβριος 1942: Έναρξη του σχεδίου Μανχάταν με επικεφαλής τον στρατηγό Γκρόουβς.
Η όλη επιχείρηση ξεκίνησε στα πανεπιστημιακά εργαστήρια στο Κολούμπια, στο Μπέρκλεϋ, στο Σικάγο. Διευθυντής ειδικού εργασηρίου στο Λος Άλαμος ήταν ο Οπενχάιμερ. Στο Λος Άλαμος οι Μπορ, Τσαντγουίκ, Φέρμι, Νόυμαν και Όπενχάιμερ αποτελούν την παλαιά φρουρά. Μεταξύ των νεοτέρων επιστημόνων τουλάχιστον έξι νομπελίστες. Η μέση ηλικία του επιστημονικού προσωπικού τα 33 χρόνια.

33 Μετά τον πόλεμο O Ernest O. Lawrence μετά τον πόλεμο χρηματοδοτήθηκε από την Αμερικάνικη Κυβέρνηση για πολλά επιστημονικά προγράμματα. Το 1957 του απονεμήθηκε από την Αμερικάνικη επιτροπή ατομικής ενέργειας το βραβείο Enrico Fermi. Το 1958 στάλθηκε από τον πρόεδρο Eisenhower στην Γενεύη για να βοηθήσει στην απαγόρευση των πυρηνικών δοκιμών.

34 Enrico Fermi (29 Σεπτεμβρίου 1901- 28 Νοεμβρίου 1954)
Ο Ενρίκο Φέρμι  ήταν Ιταλός φυσικός, ο οποίος τιμήθηκε το 1938 με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής.

35 Επιστημονικό έργο Ο Φέρμι μελέτησε στοιχειώδη σωματίδια και ανακάλυψε ένα ακόμη σωμάτιο, το οποίο ονομάστηκε φερμιόνιο. Διατύπωσε τη θεωρία της ραδιενέργειας β Το 1942 κατασκεύασε τον πρώτο ατομικό αντιδραστήρα, στο Σικάγο των Η.Π.Α. Εκεί πέτυχε την τεχνητή αλυσιδωτή πυρηνική αντίδραση. Ο Φέρμι συμμετείχε και στην κατασκευή της ατομικής βόμβας μαζί με πολλούς διάσημους φυσικούς της εποχής του

36 Νόμπελ To 1938 στoν Enrico Fermi απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την απόδειξη ύπαρξης καινούριων ραδιενεργών στοιχείων παραγόμενων με εκπομπή νετρονίου και για τη σχετική ανακάλυψη πυρηνικών αντιδράσεων προκαλούμενων από αργά νετρόνια

37 Ο πυρήνας των ατόμων είναι ένα ασύλληπτα μικρό κομμάτι της ύλης και όμως έχει ενέργεια. Ένα τμήμα αυτής της ενέργειας μπορεί να απελευθερωθεί αν καταφέρουμε να «κόψουμε» στα δύο το πυρήνα. Η διάσπαση του πυρήνα σε δυο κομμάτια ονομάζεται πυρηνική σχάση. Πως όμως μπορούμε να διασπάσουμε ένα πυρήνα και ποιοι πυρήνες μπορούν να διασπαστούν ευκολότερα; Την απάντηση σ’ αυτά τα ερωτήματα έδωσε ο Ιταλός Φυσικός Ενρίκο Φέρμι. Ο Φέρμι υπέδειξε ότι το ‘μαχαίρι’ για τη διάσπαση του πυρήνα είναι ένα μικρό σωματίδιο που ονομάζεται νετρόνιο. Όταν ένα νετρόνιο ενσωματωθεί με ένα πυρήνα τότε αυτός είναι δυνατό να διασπαστεί απελευθερώνοντας ενέργεια.

38 Οι σχάσιμοι πυρήνες είναι βαριοί πυρήνες πχ ουρανίου και πλουτωνίου.
Από κάθε σχάση παράγεται και ένας αριθμός ελεύθερων νετρονίων τα οποία αν επιβραδυνθούν κατάλληλα μπορούν να δημιουργήσουν και νέες σχάσεις. Έτσι κάθε σχάση μπορεί να δημιουργήσει μια ή πολλές άλλες σχάσεις και το φαινόμενο ονομάζεται αλυσιδωτή αντίδραση. Αν το ποσό του σχάσιμου υλικού είναι μεγάλο τότε σε κλάσμα του δευτερολέπτου ο αριθμός των σχάσεων που δημιουργούνται ταυτόχρονα είναι τεράστιος. Αυτό σημαίνει απότομη απελευθέρωση μεγάλου ποσού ενέργειας δηλαδή πυρηνική έκρηξη. Αυτό γίνεται στις πυρηνικές βόμβες. Αντίθετα στους πυρηνικούς αντιδραστήρες ο αριθμός των σχάσεων που δημιουργούνται σε δεδομένο χρόνο, ελέγχεται με αποτέλεσμα να παράγεται ενέργεια με σταθερό ρυθμό και να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ειρηνικά.

39 Στατιστική FERMI-DIRAC
Στη Στατιστική Μηχανική, η Στατιστική Fermi-Dirac είναι μία ειδική περίπτωση Σωματιδιακής Στατιστικής που αναπτύχθηκε από τους Enrico Fermi και Paul Dirac η οποία καθορίζει την στατιστική κατανομή των φερμιονίων ( σωματίδια με ημιακέραιο SPIN ) επί των ενεργειακών καταστάσεων ενός συστήματος σε Θερμική Ισορροπία . Με άλλες λέξεις, καθορίζει την πιθανότητα της κατάληψης από ένα φερμιόνιο μίας δεδομένης ενεργειακής στάθμης.

40 Υπάρχουν δύο πιθανά αποτελέσματα: εάν το αποτέλεσμα επιβεβαιώνει την υπόθεση, τότε έχετε κάνει μια μέτρηση. Αν το αποτέλεσμα είναι αντίθετο προς την υπόθεση, τότε έχετε κάνει μια ανακάλυψη Enrico Fermi

41

42 ΤΕΛΟΣ