Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy
| Typ | Tytuł | Opis | Dziedzina | Termin |
|---|---|---|---|---|
| Lekcja festiwalowa | Czym jest światło i jak działa laser |
W ramach lekcji zostanie przedstawiona (na przykładzie kilku zjawisk fizycznych) natura światła, a w szczególności światła laserowego. Podczas lekcji uczniowie zostaną zapoznani z zasadą budowy oraz działaniem laserów, z podstawowymi zjawiskami fizycznymi dotyczącymi światła laserowego, a także ich zastosowania w codziennym świecie. Dodatkowo zaprezentowane zostaną proste doświadczenia ze światłem laserowym wprowadzające podstawowe pojęcia dotyczące natury światła, takie jak pojęcie światła jako fali, współczynnik załamania ośrodka, załamanie światła na granicy dwóch ośrodków oraz całkowite wewnętrzne odbicie mające zastosowanie w światłowodach.
|
|
|
| Lekcja festiwalowa | Słońce - niewyczerpane źródło energii |
W trakcie spotkania zostanie przeprowadzona lekcja interaktywna oraz krótka dyskusja na temat zjawiska fuzji zachodzącej w plazmie słonecznej oraz plazmie laboratoryjnej. Prelekcja będzie przedstawiała i wyjaśniała wybrane procesy zachodzące wewnątrz naszej najbliższej gwiazdy, w tym proces generowania energii w plazmie słonecznej. W prosty sposób zostaną przedstawione zagadnienia dotyczące podstaw fizyki plazmy, przebiegu fuzji termojądrowej na Słońcu oraz w plazmie laboratoryjnej, a także dotyczące zasady działania urządzeń eksperymentalnych pułapkujących plazmę w polu magnetycznym. Zostanie również omówione możliwe wykorzystanie procesów zachodzących na Słońcu do produkcji energii elektrycznej na Ziemi oraz znaczenie fuzji dla przyszłości naszej planety w kontekście przeciwdziałania zmianom klimatycznym. Prezentacja zostanie zrealizowana w sposób przystępny i zrozumiały dla młodzieży szkolnej.
|
|
|
| Lekcja festiwalowa | Fuzja jądrowa, czyli jak sprowadzić Słońce na Ziemię |
Zajęcia rozpoczniemy od wyjaśnienia, dlaczego jedną z kluczowych kwestii w dzisiejszych czasach jest zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego. Pokrótce zostaną omówione sposoby pozyskiwania energii, do których należą:
Szczegółowo zajmiemy się tematem opanowania kontrolowanej syntezy (fuzji) jądrowej, która może być w przyszłości źródłem energii bezpiecznej dla ludności i środowiska. W wyniku reakcji syntezy jądrowej lekkich pierwiastków, takich jak izotopy wodoru (deuter i tryt), zachodzącej w plazmie wydzielana jest energia, która może być wykorzystana praktycznie. Reakcje fuzji mogą zachodzić jedynie w określonych warunkach, podobnych do tych, które występują we wnętrzach Słońca i gwiazd. Uczniowie podczas lekcji dowiedzą się, na czym polega reakcja syntezy termojądrowej oraz jakie warunki muszą zostać spełnione, aby w kontrolowany sposób można było ją realizować w warunkach laboratoryjnych. W drugiej części zajęć zaprezentowany zostanie spektrometr optyczny wraz z wytłumaczeniem zasady jego działania oraz zastosowania w badaniach nad plazmą termojądrową. Celem pokazu będzie przybliżenie charakterystyki aparatury pomiarowej stosowanej w laboratoriach zajmujących się badaniem widm promieniowania elektromagnetycznego plazmy, a także lepsze zrozumienie natury światła widzialnego. Niniejsza część będzie miała charakter interaktywny stanowiący dyskusję pomiędzy prowadzącym a uczniami.
|
|
|
| Lekcja festiwalowa | Lasery: muzyka światła |
Cele lekcji: - zapoznanie uczniów z różnicami jakościowymi między światłem niekoherentnym a spójnym światłem laserowym, - przedstawienie możliwości i zastosowań różnych rodzajów laserów, - uświadomienie zakresu długości fali światła widzialnego oraz powszechnie występującego w przypadku laserów światła podczerwonego oraz omówienie zagrożeń z nim związanych. Uczniowie zapoznają się z mechanizmami powstawania światła z uwzględnieniem różnic między promieniowaniem termicznym a laserowym (spójnym). Posłuży temu analogia między zależnościami w fali generowanej przez standardowe źródło i laser a falami dźwiękowymi powstającymi przy uderzaniu w bęben i w strunę gitary. Następnie zaznaczona zostanie funkcja rezonatora w laserze (na podstawie analogii do rezonatora w gitarze). Istotne będzie także zwrócenie uwagi na spójność fali laserowej oraz jej monochromatyczność. Czynniki te umożliwiają uzyskanie kierunkowości emitowanej wiązki oraz ogniskowanie przez soczewki. Zademonstrujemy uczniom wiązkę lasera półprzewodnika oraz manipulację jej położeniem za pomocą zwierciadeł i siatki dyfrakcyjnej. W tej części lekcji zostanie zaprezentowany także dalmierz laserowy. Następnie przybliżymy uczniom ideę uzyskiwania impulsów o wysokiej mocy przez skrócenie czasu trwania impulsu nawet o niezbyt wysokiej energii. Zagadnienia poruszane podczas lekcji będą punktem wyjścia do dyskusji o bezpieczeństwie pracy z laserami.
|
|
|
| Lekcja festiwalowa | Promieniowanie jądrowe oraz sposoby jego detekcji |
Celem wykładu jest przybliżenie uczniom tematyki promieniowania jądrowego i sposobów jego detekcji. Lekcja rozpocznie się od przypomnienia, jak zbudowane są atomy. Następnie opisane zostaną cztery rodzaje promieniowania jądrowego: alfa, beta, gamma oraz neutronowe. Omówione zostaną również naturalne i sztuczne źródła promieniowania występujące w otaczającym nas środowisku. Szczególna uwaga będzie zwrócona na oddziaływanie poszczególnych rodzajów promieniowania z materią, które jest podstawą detekcji. Przybliżony zostanie mechanizm działania detektorów promieniowania jonizującego. W trakcie lekcji uczniowie będą mieli okazję obejrzeć film wideo przedstawiający pomiar promieniowania gamma, który przeprowadzono w Pracowni Spektrometrii Promieniowania Gamma w Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy. Do pomiarów użyte zostaną zarówno źródła kalibracyjne promieniowania gamma stosowane w Pracowni, jak również przedmioty oraz materiały wykorzystywane w życiu codziennym. Ostatnia część wykładu zostanie poświęcona detekcji neutronów, która jest trudniejsza niż pozostałych rodzajów promieniowania. Zaprezentowane zostaną metody pomiaru neutronów pochodzących z fuzji jądrowej oraz detektory służące do ich detekcji stosowane w Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy. Po wykładzie uczniowie będą mieli okazję porozmawiać na temat mitów dotyczących promieniowania jądrowego oraz zapytać, jak to jest pracować jako młody naukowiec w międzynarodowym środowisku.
|
|
