Maailmankaikkeuden ja aineen rakenne sekä perusvuorovaikutukset

Maailmankaikkeus Missä me olemme? - Planeetalla jota kutsumme maaksi! Missä maa sitten on? - Maa sijaitsee Aurinkokunnassamme ja kiertää aurinkoa kolmanneksi lähimpänä planeettana.

Maailmankaikkeus No, mikä on aurinko? - Aurinko on tähti, joka on syntynyt n. 5 miljardia vuotta sitten avaruudessa olevasta aineesta, lähinnä vedystä. (muut tähdet syntyvät samalla tavalla)

Maailmankaikkeus Koska muitakin tähtiä on, on aurinkokuntamme ilmeisesti osa jotain suurempaa kokonaisuutta? - Kyllä. Aurinkomme on osa valtavaa tähtijärjestelmää, galaksia, jota kutsumme Linnunradaksi. * Linnunradassa on n. 300 miljardia tähteä ja se halkaisija on 100 000 valovuotta eli noin 10^16 m.

Maailmankaikkeus Kaikki tähdet, jotka voi nähdä ilman apuvälineitä, ovat linnunradan tähtiä. Onko Linnunrata ainoa galaksi? - Ei. Linnunrata muodostaa n. 30 muun galaksin kanssa galaksijoukon. Tällaiset galaksijoukot ovat maailmankaikkeuden suurimpia rakenneyksiköitä.

Aineen rakenne Mistä ovat sitten galaksit, tähdet, planeetat, ihmiset jne tehty? Mitä ne sisältävät. - Galaksijoukot, planeetat, ihmiset jne sisältävät ainetta. Mutta mistä aine koostuu? - Kaikki aine muodostuu atomeista. - Atomit koostuvat protoneista, neutroneista, ns. alkeishiukkasista, sekä elektroneista.

Aineen rakenne Protonit ja neutronit koostuvat perushiukkasista joita kutsumme kvarkeiksi. Kvarkit: ylös, alas, outo, lumo, huippu ja pohja. Perushiukkasten toista joukkoa kutsutaan leptoneiksi. Leptoneita ovat elektronien lisäksi elektronin neutriino, myoni, myonin neutriino, tau ja taun neutriino.

Perusvuorovaikutukset Miksi maailmankaikkeuden aine pysyy koossa, miksi aineella on se muoto kun sillä kulloinkin on? Millaisia vuorovaikutuksia aineen välillä on? - Perusvuorovaikutuksia on neljä ja ne ovat kaikki etävuorovaikutuksia eli ne vaikuttavat ilman kosketusta.

Perusvuorovaikutukset Heikko vuorovaikutus - Kantama 0,1% protonin läpimitasta - Merkittävintä kvarkkien välillä Vahva vuorovaikutus - Eri ydinhiukkasten kvarkkien välillä. - Ytimen protonien välisen sähköisen poistovoiman voittava vuorovaikutus. - Sen aiheuttamaa voimaa kutsutaan ydinvoimaksi.

Perusvuorovaikutukset Sähkömagneettinen vuorovaikutus Voimakkuus riippuu etäisyydestä ja sähkövarauksesta, joka on hiukkasten perusominaisuus. Samanmerkkisesti varautuneet hiukkaset hylkivät toisiaan, erimerkkisesti varautuneet vetävät toisiaan puoleensa. Elektronin varausta e kutsutaan alkeisvaraukseksi. Aineen ominaisuuksiin (rakenteeseen, lujuuteen) liittyvissä ilmiöissä tärkein vuorovaikutus.

Perusvuorovaikutukset Gravitaatiovuorovaikutus - vallitseva vuorovaikutus kosmisessa mittakaavassa, vaikka se on vuorovaikutuksista heikoin. - riippuu vuorovaikuttavien kappaleiden massoista ja niiden välisestä etäisyydestä.

Perusvuorovaikutukset Etävuorovaikutukset voidaan selittää kentän(käsitteen) avulla.