Nel tardo XIX secolo, un dibattito scoppiato tra gli scienziati sopra l'età del sole e la sua durata di vita attesa. I fisici del giorno non potevano immaginare qualsiasi processo oltre a contrazione gravitazionale o reazioni chimiche che darebbe luogo ad energia solare--- e ancora quei processi darebbe un età molto breve per il sole, da qualche parte in decine di milioni di anni. I geologi già sapevano che la terra deve essere più vecchio di quello. Non era fino alla scoperta delle reazioni nucleari nel XX secolo che il puzzle è stato risolto. Qui è come spiegare il processo di fusione nucleare nel nucleo del sole ad un pubblico.
Istruzioni
• Ricordare il tuo pubblico che tutta la materia è formata da subunità chiamate atomi. Un atomo è costituito da un nucleo molto piccolo, estremamente denso contenente protoni e neutroni; i protoni hanno carica positiva e neutroni non hanno alcun costo. Il nucleo è circondato da una nube di elettroni grande.
• Usare una metafora per spiegare le dimensioni relative delle particelle in un atomo. Se un atomo era le dimensioni di uno stadio di baseball, il nucleo sarebbe circa le dimensioni di una mosca atterraggio sulla testa del lanciatore. La maggior parte dello spazio in un atomo è occupato dalla nube di elettroni.
• Spiegare cosa succede come materiale riscalda fino. In primo luogo un solido si scioglierà in un liquido. A temperature ancora più elevate, il liquido sarà bollire e diventare un gas. Se si continua a riscaldare il gas a temperature estremamente alte---temperature come quelli all'interno del sole---dall'atomi in esso saranno diventato ionizzati e perdono i loro elettroni, formando un plasma.
• Sottolineare che i nuclei hanno carica positiva e quindi ordinariamente respingono a vicenda. In ordine per loro di superare questa repulsione e si scontrano, pressione e temperatura molto elevata è necessaria. Durante i primi anni di vita del nostro sole, contrazione gravitazionale fornito che il calore necessario a kickstart un processo di fusione nucleare.
• Spiegare che a temperature molto elevate, l'idrogeno i nuclei in un plasma viaggia così in fretta che può a volte si scontrano nonostante la repulsione che sperimentano poiché entrambi sono positivamente carico. Una volta che si scontrano, l'interazione forte o la forza nucleare forte (la forza che tiene insieme i nuclei) li tiene bloccati insieme per formare un nucleo di nuovo e più ampio. Il nuovo nucleo ha una massa leggermente più piccola rispetto al vecchio, tuttavia, che significa che alcuni della massa è stato convertito in energia.
• Ricordare il tuo pubblico della famosa equazione di Einstein, E = mc al quadrato, dove c è la velocità della luce, che è un numero molto elevato. Poiché m è moltiplicato per c squadrata, questa equazione implica che la massa può essere convertita in energia, e quando questa conversione avviene, una quantità molto piccola di massa diventa una grande quantità di energia.
• Una breve pausa per effetto drammatico, quindi suddividere il processo di fusione al sole nei passaggi effettivi che si svolgono. Il sole è più del 71% idrogeno in massa, con altri 27 per cento essendo elio. Le reazioni di fusione nel nucleo del sole utilizzano idrogeno come combustibile. Un nucleo di idrogeno è solo un protone solitario con nessun neutroni allegata.
• Informi il pubblico che il processo inizia quando due nuclei di idrogeno si fondono e produrre un nucleo di deuterio, un isotopo più pesante dell'idrogeno che ha un protone e un neutrone. Come uno dei due protoni cambia in un neutrone, un neutrino e un positrone vengono espulsi nel processo. Un positrone è la controparte di antimateria dell'elettrone, e quando si scontra con un elettrone si annichilano reciprocamente, conversione di massa in energia. Un neutrino è una particella elementare che non ha nessuna carica, interagisce debolmente con altra materia e ha una massa molto piccola.
• Spiegare che un nucleo di deuterio a sua volta può fondere con un altro idrogeno per formare un nucleo di elio luce con due protoni e un neutrone. La leggera differenza di massa tra i nuclei di deuterio e idrogeno indipendenti e il nucleo di elio risultante viene convertita in energia sotto forma di radiazione elettromagnetica, in particolare un gamma ray.
• Spiegare che ora due dei nuclei dell'elio luce formati attraverso questo processo si può fondere per diventare un nucleo di elio-4, che ha due protoni e due neutroni, l'espulsione di due protoni (due nuclei di idrogeno) nel processo. Tutta la serie di eventi viene chiamata la "reazione a catena p -p", ed è il processo che riscalda il nucleo del sole in modo che brilla e fornisce l'energia per noi qui sulla terra.
Consigli & Avvertenze
- Cercare di aiutare il pubblico attraverso le parti difficili con disegni o immagini. Se si dispone di una lavagna, si potrebbe disegnare i protoni, neutroni e neutrini in reazione a catena della p -p e utilizzare le frecce per indicare ciò che accade a ciascuno. In alternativa, se si dispone di PowerPoint, si potrebbe preparare in anticipo i vetrini e utilizzare alcune immagini più colorate per aiutare il pubblico a capire cosa sta succedendo.