Θάλαμος νεφών - ραδιενέργεια σε κοσμικό περιβάλλον

Σύντομη περιγραφή:

Οι θάλαμοι νέφωσης είναι κουτιά ειδικά κατασκευασμένα για να για την ανίχνευση φορτισμένων σωματιδίων και ακτινοβολίας. Σε αυτό δραστηριότητα, ένας θάλαμος νεφών χρησιμοποιείται για την παρατήρηση σωματίδια άλφα και βήτα, τα φορτισμένα προϊόντα της ραδιενεργού διάσπασης του θορίου-232.

Οι μαθητές θα πρέπει να έχουν ήδη εισαχθεί με την έννοια της ραδιενεργού διάσπασης και την τις διαφορές μεταξύ ακτινοβολίας άλφα και βήτα.

Αυτό το πείραμα θα βοηθήσει τους μαθητές να την κατανόησή τους παρέχοντας ένα φυσικό επίδειξη της ραδιενεργού διάσπασης.

Οι μαθητές θα παρατηρήσουν τα ίχνη συμπύκνωσης που αφήνουν τα φορτισμένα σωματίδια στο πέρασμά τους σε ένα θάλαμο νεφών, και θα μάθουν να αναγνωρίζουν τα σωματίδια με βάση τις ιδιότητες των ιχνών. Τα ίχνη που δημιουργούνται από τις κοσμικές ακτίνες μπορούν να παρατηρηθούν στο θάλαμο νεφών, τα οποία θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα σημείο εκκίνησης για την εισαγωγή των κοσμικών ακτίνων και της εκτροπής τους από το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Οι μαθητές θα εξασκηθούν στον υπολογισμό και τη γραφή ραδιενεργών εξισώσεις διάσπασης. Επιπτώσεις της ακτινοβολίας για την ESA συζητούνται, συμπεριλαμβανομένης της αρνητικής επιπτώσεις της ακτινοβολίας στα κυκλώματα και η χρήση των ραδιενεργού διάσπασης ως πηγή ενέργειας.

Θέμα: Επιστήμη, Χημεία, Φυσική
Μαθησιακοί στόχοι:

  • Μάθετε για τα θεμελιώδη σωματίδια και πώς αλληλεπιδρούν, συμπεριλαμβανομένων των αλληλεπιδράσεων μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων και μαγνητικών πεδίων
  • Ορισμός ατομικού αριθμού και αριθμού μάζας
  • Ανακαλύψτε την ακτινοβολία και τη ραδιενεργό διάσπαση και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας για διαστημόπλοια
  • Διερευνήστε τις αρνητικές επιπτώσεις της ιοντίζουσας ακτινοβολίας σε ηλεκτρονικά
  • να μάθουν για τις κοσμικές ακτίνες, συμπεριλαμβανομένων των αλληλεπιδράσεών τους με την ατμόσφαιρα
  • Βελτίωση των γενικών πειραματικών δεξιοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης του εξοπλισμού κατάλληλα και την κατασκευή και καταγραφή παρατηρήσεων.
  • Επικοινωνήστε και συζητήστε τα αποτελέσματα, κάντε σχετικές ερωτήσεις για να να διευρύνετε την κατανόηση και τη γνώση ενός θέμα.
  • Εφαρμογή των γνώσεων που αποκτήθηκαν μέσω πειραματικών παρατηρήσεων για την επίλυση θεωρητικών προβλημάτων.


Εύρος ηλικίας:
14 - 18 ετών

Χρόνος
Προετοιμασία: 5 λεπτά ανά θάλαμο νέφωσης
Μάθημα: 1 ώρα

Διαθέσιμος πόρος σε:
Αγγλικά, Γαλλικά, και Ιταλικά.
Δραστηριότητα 1: Κατασκευή θαλάμου νέφωσης

Σε αυτό το πρακτικό πείραμα, οι μαθητές θα κατασκευάσουν τον δικό τους θάλαμο νέφωσης, που θα τους επιτρέψει να παρατηρήσουν τη ραδιενεργό διάσπαση του θορίου-232, ενός ραδιενεργού ισοτόπου θορίου.

Alpha και εκπομπή βήτα μπορεί να παρατηρηθεί με τη μορφή ίχνους συμπύκνωσης (contrails) στους ατμούς αλκοόλης στο εσωτερικό του θαλάμου, επιτρέποντάς μας να κατανοήσουμε καλύτερα
Εξοπλισμός

Να προετοιμαστεί εκ των προτέρων:
  • Μεσαίου μεγέθους πλαστική δεξαμενή ψαριών
  • Τσόχα με αυτοκόλλητη βάση (ή κανονική τσόχα και κόλλα κατάλληλη για τσόχα και πλαστικό)

Για να εκτελέσετε το πείραμα:
  • Δύο ράβδοι συγκόλλησης θοριούχου βολφραμίου (ή άλλη πηγή άλφα/β)
  • Περίπου 2,5 kg ξηρού πάγου (στερεό CO2)
  • 20 ml ισοπροπυλικής αλκοόλης, επίσης γνωστής ως ισοπροπανόλη (ή αιθανόλη εάν δεν είναι διαθέσιμη)
  • Ένα πλαστικό ενυδρείο με προσκολλημένη τσόχα
  • Δύο μεταλλικοί δίσκοι (δίσκοι ψησίματος λειτουργούν καλά)
  • Ένα κομμάτι μαύρο χαρτί ή μαύρο χαρτί με πλαστικοποιημένο χαρτί (για να επενδύσετε τους δίσκους αν δεν είναι σκούροι)
  • Μία ή δύο πηγές έντονου φωτός (π.χ. λωρίδα φωτός LED, φακός ή προβολέας διαφανειών)
  • Ένα φύλλο χαρτί για να τυλίξετε γύρω από μια ράβδο
  • Στόκος αφίσας ή επαναχρησιμοποιήσιμη κόλλα
  • Μια πιπέτα
  • Θερμικά προστατευτικά γάντια
  • Γυαλιά ασφαλείας (ένα ζευγάρι ανά άτομο)
Δραστηριότητα 2: Ελέγξτε τις γνώσεις σας για ραδιενεργή διάσπαση

Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές θα συζητήσουν τα θέματα που διερευνήθηκαν στο πειραματικό στάδιο και θα ολοκληρώσουν δραστηριότητες για να ελέγξουν τις γνώσεις τους.
Εξοπλισμός

  • Φύλλο εργασίας μαθητή εκτυπωμένο για κάθε μαθητή
  • Στυλό/μολύβι

Το ξέρατε;

Στη Γη προστατευόμαστε από τις φορτισμένες κοσμικές ακτίνες από ένα μαγνητικό πεδίο, τη μαγνητόσφαιρα, η οποία δημιουργείται από από την κίνηση των μαγνητικών στοιχείων στον πυρήνα της Γης. Το μαγνητικό πεδίο εκτείνεται σχεδόν διπλάσια από την απόσταση της Σελήνης, αλλά όσο πιο μακριά από τη Γη, τόσο πιο αδύναμο είναι και έτσι υπάρχει μικρότερη προστασία από τα ιονίζοντα διαστημικά σωματίδια.

Η αποστολή Cassini Huygens της NASA/ESA/ASI στον Κρόνο έπρεπε να αντιμετωπίσει αυτό το κοσμικό ακτινοβολία, καθώς επιχειρούσε να ξεπεράσει κατά πολύ την άκρη της μαγνητόσφαιρας. Μόλις το Cassini-Huygens έφτασε στον προορισμό του, προστατεύθηκε από ισχυρό μαγνητικό πεδίο του Κρόνου.

Cassini-Huygens στον Κρόνο

Θα μπορούσε η ζωή να επιβιώσει σε εξωγήινα περιβάλλοντα; - Ορισμός περιβαλλόντων κατάλληλων για τη ζωή

Σύντομη περιγραφή: Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές θα εξετάσουν αν η ζωή που βρίσκεται σε ακραία περιβάλλοντα στη Γη θα μπορούσε να επιβιώσει και αλλού στο Ηλιακό Σύστημα. Οι μαθητές θα

Διαβάστε περισσότερα "

Εξωπλανήτης σε κουτί - Μοντελοποίηση των διελεύσεων εξωπλανητών

Σύντομη περιγραφή: Κατά τη διάρκεια αυτών των δραστηριοτήτων, οι μαθητές θα εργαστούν σε μικρές ομάδες για να μοντελοποιήσουν τη διέλευση ενός εξωπλανήτη μπροστά από το άστρο ξενιστή του χρησιμοποιώντας

Διαβάστε περισσότερα "

Exoplanets Detective - Χαρακτηρισμός εξωπλανητικών συστημάτων

Σύντομη περιγραφή: Σε αυτό το σύνολο δραστηριοτήτων οι μαθητές θα μάθουν πώς οι επιστήμονες μελετούν εξωπλανήτες με τηλεσκόπια, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της διέλευσης. Οι μαθητές θα χαρακτηρίσουν τους εξωπλανήτες χρησιμοποιώντας

Διαβάστε περισσότερα "