Trecând prin atmosfera pământului, razele de lumină își schimbă direcția dreaptă. Datorită creșterii densității atmosferice, refracția razelor de lumină crește pe măsură ce se apropie de suprafața Pământului. Drept urmare, observatorul vede corpurile cerești ca și cum ar fi ridicate deasupra orizontului printr-un unghi numit refracție astronomică.

Refracția este una dintre principalele surse ale erorilor de observare, atât sistematice, cât și aleatorii. În 1906 Newcomb a scris că nu există nicio ramură a astronomiei practice despre care s-a scris atât de mult ca refracția și care ar fi într-o stare atât de nesatisfăcătoare. Până la mijlocul secolului al XX-lea, astronomii și-au redus observațiile folosind tabele de refracție compilate în secolul al XIX-lea. Principalul dezavantaj al tuturor teoriilor vechi a fost o înțelegere inexactă a structurii atmosferei pământului.

Să luăm suprafața Pământului AB ca o sferă cu raza OA=R și să ne imaginăm atmosfera Pământului sub forma unor straturi concentrice cu ea aw, un 1 în 1 și 2 în 2...cu densitățile crescând pe măsură ce straturile se apropie de suprafața pământului (Fig. 2.7). Atunci o rază SA dintr-un corp foarte îndepărtat, refractată în atmosferă, va ajunge în punctul A în direcția S¢A, deviând de la poziția sa inițială SA sau de la direcția S²A paralelă cu acesta cu un anumit unghi S¢AS²= r, numită refracție astronomică. Toate elementele razei curbe SA și direcția finală aparentă AS¢ se vor afla în același plan vertical ZAOS. În consecință, refracția astronomică nu face decât să mărească direcția reală către luminare în planul vertical care trece prin acesta.

Înălțimea unghiulară a unei stele deasupra orizontului în astronomie se numește înălțimea stelei. Unghiul S¢AH = h¢ va fi înălțimea aparentă a stelei și unghiul S²AH = h = h¢ - r este adevărata ei înălțime. Colţ z este adevărata distanță zenitală a luminii și z¢ este valoarea sa vizibilă.

Cantitatea de refracție depinde de mulți factori și se poate schimba în orice loc de pe Pământ, chiar și într-o zi. Pentru condiții medii, s-a obținut o formulă de refracție aproximativă:

Dh=-0,9666ctg h¢. (2.1)

Coeficientul 0,9666 corespunde densității atmosferei la o temperatură de +10°C și o presiune de 760 mm Hg. Dacă caracteristicile atmosferei sunt diferite, atunci corecția pentru refracție, calculată conform formulei (2.1), trebuie corectată prin corecții pentru temperatură și presiune.

Fig. 2.7 Refracția astronomică

Pentru a lua în considerare refracția astronomică în metodele zenitale de determinări astronomice, temperatura și presiunea aerului sunt măsurate în timpul observării distanțelor zenitale ale corpurilor de iluminat. În metodele precise de determinări astronomice, distanțele zenitale ale corpurilor de iluminat sunt măsurate în intervalul de la 10° la 60°. Limita superioară se datorează erorilor instrumentale, limita inferioară se datorează erorilor din tabelele de refracție.

Distanța zenitală a luminii, corectată prin corecția de refracție, se calculează prin formula:

Refracția medie (normală la o temperatură de +10°C și o presiune de 760 mm Hg.), calculată prin z¢;

Un coeficient care ia în considerare temperatura aerului, calculat din valoarea temperaturii;

B– coeficient luând în considerare presiunea aerului.

Mulți oameni de știință au studiat teoria refracției. Inițial, ipoteza inițială a fost că densitatea diferitelor straturi ale atmosferei scade odată cu creșterea înălțimii acestor straturi într-o progresie aritmetică (Bouguer). Dar această presupunere a fost curând recunoscută ca nesatisfăcătoare din toate punctele de vedere, deoarece a condus la o valoare prea mică a refracției și la o scădere prea rapidă a temperaturii cu înălțimea deasupra suprafeței Pământului.

Newton a emis ipoteza că densitatea atmosferei scade odată cu înălțimea conform legii progresiei geometrice. Și această ipoteză s-a dovedit a fi nesatisfăcătoare. Conform acestei ipoteze, s-a dovedit că temperatura din toate straturile atmosferei ar trebui să rămână constantă și egală cu temperatura de pe suprafața Pământului.

Cea mai ingenioasă a fost ipoteza lui Laplace, intermediară între cele două de mai sus. Tabelele de refracție care erau plasate anual în calendarul astronomic francez s-au bazat pe această ipoteză Laplace.

Atmosfera Pământului cu instabilitatea ei (turbulențe, variații de refracție) pune o limită pentru acuratețea observațiilor astronomice de pe Pământ.

Atunci când alegeți un loc pentru instalarea de instrumente astronomice mari, astroclimatul zonei este mai întâi studiat cuprinzător, care este înțeles ca un set de factori care distorsionează forma frontului de undă al radiației de la obiectele cerești care trec prin atmosferă. Dacă frontul de undă ajunge la dispozitiv nedistorsionat, atunci dispozitivul în acest caz poate funcționa cu eficiență maximă (cu o rezoluție apropiată de cea teoretică).

După cum sa dovedit, calitatea imaginii telescopice este redusă în principal din cauza interferențelor introduse de stratul de sol al atmosferei. Pământul, datorită propriei radiații termice pe timp de noapte, se răcește semnificativ și răcește stratul de aer adiacent. O modificare a temperaturii aerului cu 1°C își modifică indicele de refracție cu 10 -6. Pe vârfurile muntoase izolate, grosimea stratului de sol de aer cu o diferență semnificativă de temperatură (gradient) poate atinge câteva zeci de metri. În văi și în zonele plate pe timp de noapte, acest strat este mult mai gros și poate ajunge la sute de metri. Așa se explică alegerea locurilor pentru observatoare astronomice pe pintenii crestelor și pe vârfuri izolate, de unde aerul rece mai dens poate curge în văi. Înălțimea turnului telescopului este aleasă astfel încât instrumentul să fie situat deasupra regiunii principale a neomogenităților de temperatură.

Un factor important în astroclimat este vântul din stratul de suprafață al atmosferei. Amestecând straturi de aer rece și cald, provoacă apariția unor neomogenități de densitate în coloana de aer de deasupra dispozitivului. Neomogenitățile ale căror dimensiuni sunt mai mici decât diametrul telescopului duc la defocalizarea imaginii. Fluctuațiile mai mari ale densității (câțiva metri sau mai mari) nu provoacă distorsiuni ascuțite ale frontului de undă și duc în principal la deplasare mai degrabă decât la defocalizarea imaginii.

În straturile superioare ale atmosferei (la tropopauză) se observă și fluctuații ale densității și indicelui de refracție al aerului. Dar tulburările din tropopauză nu afectează în mod semnificativ calitatea imaginilor produse de instrumentele optice, deoarece gradienții de temperatură sunt mult mai mici decât în stratul de suprafață. Aceste straturi nu provoacă tremur, ci sclipirea stelelor.

În studiile astroclimatice se stabilește o legătură între numărul de zile senine înregistrate de serviciul meteo și numărul de nopți potrivite pentru observații astronomice. Cele mai avantajoase zone, conform analizei astroclimatice a teritoriului fostei URSS, sunt unele regiuni muntoase ale statelor din Asia Centrală.

Refracția terestră

Razele de la obiectele de la sol, dacă parcurg un drum suficient de lung în atmosferă, experimentează și refracția. Traiectoria razelor este îndoită sub influența refracției și le vedem în locuri greșite sau în direcția greșită unde se află de fapt. În anumite condiții, ca urmare a refracției terestre, apar miraje - imagini false ale obiectelor îndepărtate.

Unghiul de refracție terestră a este unghiul dintre direcția față de poziția aparentă și cea reală a obiectului observat (Fig. 2.8). Valoarea unghiului a depinde de distanța până la obiectul observat și de gradientul vertical de temperatură în stratul de suprafață al atmosferei, în care are loc propagarea razelor de la obiectele de la sol.

Fig.2.8. Manifestarea refracției terestre în timpul observării:

a) – de jos în sus, b) – de sus în jos, a – unghi de refracție terestră

Intervalul de vizibilitate geodezică (geometrică) este asociat cu refracția terestră (Fig. 2.9). Să presupunem că observatorul se află în punctul A la o anumită înălțime hH deasupra suprafeței pământului și observă orizontul în direcția punctului B. Planul NAN este un plan orizontal care trece prin punctul A perpendicular pe raza globului, numit planul orizontului matematic. Dacă razele de lumină s-ar propaga rectiliniu în atmosferă, atunci cel mai îndepărtat punct de pe Pământ pe care l-ar putea vedea un observator din punctul A ar fi punctul B. Distanța până la acest punct (tangenta AB la glob) este intervalul de vizibilitate geodezică (sau geometrică). D 0 . O linie circulară pe suprafața pământului exploziv este orizontul geodezic (sau geometric) al observatorului. Valoarea lui D 0 este determinată numai de parametrii geometrici: raza Pământului R și înălțimea h H a observatorului și este egală cu D o ≈ √ 2Rh H = 3,57√ h H, care rezultă din Fig. 2.9.

Fig.2.9. Refracția terestră: orizonturi matematice (NN) și geodezice (BB), interval de vizibilitate geodezică (AB=D 0)

Dacă un observator observă un obiect situat la o înălțime h deasupra suprafeței Pământului, atunci intervalul geodezic va fi distanța AC = 3,57(√ h H + √ h pr). Aceste afirmații ar fi adevărate dacă lumina ar călători în linie dreaptă prin atmosferă. Dar asta nu este adevărat. Cu o distribuție normală a temperaturii și a densității aerului în stratul de suprafață, linia curbă care ilustrează traiectoria fasciculului de lumină este orientată spre Pământ cu latura sa concavă. Prin urmare, cel mai îndepărtat punct pe care un observator din A îl va vedea nu va fi B, ci B¢. Intervalul de vizibilitate geodezică AB¢, ținând cont de refracție, va fi în medie cu 6-7% mai mare și în loc de coeficientul de 3,57 din formule va fi un coeficient de 3,82. Intervalul geodezic este calculat folosind formulele

, h - în m, D - în km, R - 6378 km

Unde h n și h pr – în metri, D –în kilometri.

Pentru o persoană de înălțime medie, distanța la orizont pe Pământ este de aproximativ 5 km. Pentru cosmonauții V.A Shatalov și A.S Eliseev, care au zburat pe nava spațială Soyuz-8, intervalul de orizont la perigeu (altitudine 205 km) a fost de 1730 km, iar la apogeu (altitudine 223 km) - 1800 km.

Pentru undele radio, refracția este aproape independentă de lungimea de undă, dar, pe lângă temperatură și presiune, depinde și de conținutul de vapori de apă din aer. În aceleași condiții de schimbări de temperatură și presiune, undele radio sunt refractate mai puternic decât cele luminoase, mai ales cu umiditate ridicată.

Prin urmare, în formulele pentru determinarea intervalului orizontului sau detectarea unui obiect cu un fascicul radar în fața rădăcinii va exista un coeficient de 4,08. În consecință, orizontul sistemului radar este cu aproximativ 11% mai îndepărtat.

Undele radio sunt bine reflectate de pe suprafața pământului și de la limita inferioară a inversării sau a stratului de umiditate scăzută. Într-un ghid de undă atât de unic format din suprafața pământului și baza inversării, undele radio se pot propaga pe distanțe foarte mari. Aceste caracteristici de propagare a undelor radio sunt utilizate cu succes în radar.

Temperatura aerului din stratul de sol, în special în partea inferioară, nu scade întotdeauna odată cu înălțimea. Poate scădea în ritmuri diferite, poate să nu se schimbe cu înălțimea (izotermie) și poate crește cu înălțimea (inversare). În funcție de mărimea și semnul gradientului de temperatură, refracția poate avea efecte diferite asupra intervalului orizontului vizibil.

Gradientul vertical de temperatură într-o atmosferă omogenă în care densitatea aerului nu se modifică odată cu înălțimea, g 0 = 3,42°C/100m. Să luăm în considerare care va fi traiectoria razei AB la diferite gradiente de temperatură la suprafața Pământului.

Să , adică temperatura aerului scade cu altitudinea. În această condiție, indicele de refracție scade și el odată cu înălțimea. Traiectoria fasciculului de lumină în acest caz va fi îndreptată spre suprafața pământului cu latura sa concavă (în Fig. 2.9 traiectoria AB¢). Această refracție se numește pozitivă. Cel mai îndepărtat punct ÎN¢ observatorul va vedea în direcția ultimei tangente la calea razelor. Această tangentă, adică orizontul vizibil datorită refracţiei este egal cu orizontul matematic NAS unghiul D, mai mic decât unghiul d. Colţ d este unghiul dintre orizontul matematic și geometric fără refracție. Astfel, orizontul vizibil s-a ridicat cu un unghi ( d- D) și extins pentru că D > D0.

Acum să ne imaginăm asta g scade treptat, adică Temperatura scade din ce în ce mai încet odată cu altitudinea. Va veni un moment în care gradientul de temperatură devine zero (izotermă), iar apoi gradientul de temperatură devine negativ. Temperatura nu mai scade, ci crește odată cu altitudinea, adică. se observă inversarea temperaturii. Pe măsură ce gradientul de temperatură scade și trece prin zero, orizontul vizibil se va ridica din ce în ce mai sus și va veni un moment în care D devine egal cu zero. Orizontul geodezic vizibil se va ridica la cel matematic. Suprafața pământului părea să se îndrepte și să devină plată. Intervalul de vizibilitate geodezică este infinit de mare. Raza de curbură a fasciculului a devenit egală cu raza globului.

Cu o inversare a temperaturii și mai puternică, D devine negativ. Orizontul vizibil s-a ridicat deasupra celui matematic. Observatorului din punctul A i se va părea că se află la fundul unui bazin imens. Din cauza orizontului, obiectele situate mult dincolo de orizontul geodezic se ridică și devin vizibile (parcă ar pluti în aer) (Fig. 2.10).

Astfel de fenomene pot fi observate în țările polare. Deci, de pe coasta canadiană a Americii prin strâmtoarea Smith puteți vedea uneori coasta Groenlandei cu toate clădirile de pe ea. Distanța până la coasta Groenlandei este de aproximativ 70 km, în timp ce intervalul de vizibilitate geodezică nu depășește 20 km. Alt exemplu. Din Hastings, pe partea engleză a strâmtorii Pas-de-Calais, am putut vedea coasta franceză, întinsă peste strâmtoare, la o distanță de aproximativ 75 km.

Fig.2.10. Fenomenul de refracție neobișnuită în țările polare

Acum să presupunem că g=g 0, prin urmare, densitatea aerului nu se modifică cu înălțimea (atmosferă omogenă), nu există refracție și D=D 0 .

La g > g 0 indicele de refracție și densitatea aerului cresc cu altitudinea. În acest caz, traiectoria razelor de lumină se confruntă cu suprafața pământului cu latura sa convexă. Această refracție se numește negativă. Ultimul punct de pe Pământ pe care un observator de la A îl va vedea va fi B². Orizontul vizibil AB² s-a îngustat și a scăzut la un unghi (D - d).

Din cele discutate, putem formula următoarea regulă: dacă de-a lungul propagării unui fascicul de lumină în atmosferă densitatea aerului (și, prin urmare, indicele de refracție) se modifică, atunci fasciculul de lumină se va îndoi astfel încât traiectoria lui să fie întotdeauna convex în direcția scăderii densității (și a indicelui de refracție) a aerului.

Refractie si miraje

Cuvântul miraj este de origine franceză și are două semnificații: „reflecție” și „viziune înșelătoare”. Ambele sensuri ale acestui cuvânt reflectă bine esența fenomenului. Un miraj este o imagine a unui obiect care există de fapt pe Pământ, adesea mărită și foarte distorsionată. Există mai multe tipuri de miraje în funcție de locul în care se află imaginea în raport cu obiectul: superior, inferior, lateral și complex. Cele mai frecvent observate sunt mirajele superioare și inferioare, care apar atunci când există o distribuție neobișnuită a densității (și, prin urmare, a indicelui de refracție) în înălțime, când la o anumită înălțime sau aproape de însăși suprafața Pământului există un strat relativ subțire. de aer foarte cald (cu un indice de refracție scăzut), în care Razele care provin de la obiectele de la sol experimentează o reflexie internă totală. Acest lucru se întâmplă atunci când razele cad pe acest strat la un unghi mai mare decât unghiul de reflexie internă totală. Acest strat mai cald de aer joacă rolul unei oglinzi de aer, reflectând razele care intră în el.

Mirajele superioare (Fig. 2.11) apar în prezența unor inversiuni puternice de temperatură, când densitatea aerului și indicele de refracție scad rapid odată cu înălțimea. În mirajele superioare, imaginea este situată deasupra obiectului.

Fig.2.11. Miraj superior

Traiectoriile razelor de lumină sunt prezentate în Figura (2.11). Să presupunem că suprafața pământului este plată și straturi de densitate egală sunt situate paralel cu aceasta. Deoarece densitatea scade odată cu înălțimea, atunci . Stratul cald, care acționează ca o oglindă, se află la înălțime. În acest strat, când unghiul de incidență al razelor devine egal cu indicele de refracție (), razele se întorc înapoi la suprafața pământului. Observatorul poate vedea simultan obiectul în sine (dacă nu se află dincolo de orizont) și una sau mai multe imagini deasupra acestuia - în poziție verticală și inversată.

Fig.2.12. Miraj superior complex

În fig. Figura 2.12 prezintă o diagramă a apariției unui miraj superior complex. Obiectul în sine este vizibil ab, deasupra lui există o imagine directă a lui a¢b¢, inversat în²b²și din nou direct a²¢b²¢. Un astfel de miraj poate apărea dacă densitatea aerului scade odată cu înălțimea, mai întâi încet, apoi rapid și din nou încet. Imaginea iese cu susul în jos dacă razele care vin din punctele extreme ale obiectului se intersectează. Dacă un obiect este departe (dincolo de orizont), atunci obiectul în sine poate să nu fie vizibil, dar imaginile sale, ridicate sus în aer, sunt vizibile de la distanțe mari.

Orașul Lomonosov este situat pe malul Golfului Finlandei, la 40 km de Sankt Petersburg. De obicei din Lomonosov Sankt Petersburg nu se vede deloc sau se vede foarte slab. Uneori, Sankt Petersburg este vizibil „dintr-o privire”. Acesta este un exemplu de miraje superioare.

Aparent, numărul mirajelor superioare ar trebui să includă cel puțin o parte din așa-numitele Țări fantomatice, care au fost căutate decenii în Arctic și nu au fost niciodată găsite. Au căutat Ținutul Sannikov pentru o perioadă deosebit de lungă.

Yakov Sannikov era vânător și era implicat în comerțul cu blănuri. În 1811 El a pornit cu câini peste gheață către grupul de insule New Siberian și din vârful nordic al insulei Kotelny a văzut o insulă necunoscută în ocean. Nu a putut să ajungă la el, dar a raportat guvernului descoperirea unei noi insule. În august 1886 E.V Tol, în timpul expediției sale în Insulele Noii Siberiei, a văzut și insula Sannikov și a scris în jurnalul său: „Orizontul este complet clar. În direcția nord-est, la 14-18 grade, erau vizibile clar contururile a patru mese, care faceau legătura cu pământul de jos din est. Astfel, mesajul lui Sannikov a fost complet confirmat. Avem dreptul, prin urmare, să trasăm o linie punctată în locul potrivit de pe hartă și să înscriem pe ea: „Țara Sannikov”.

Tol a dat 16 ani din viață căutării Țării Sannikov. A organizat și a condus trei expediții în zona Insulelor Noii Siberiei. În timpul ultimei expediții pe goeleta „Zarya” (1900-1902), expediția lui Tolya a murit fără a găsi Ținutul Sannikov. Nimeni nu l-a mai văzut pe Sannikov Land. Poate a fost un miraj care apare în același loc în anumite perioade ale anului. Atât Sannikov, cât și Tol au văzut un miraj al aceleiași insule situată în această direcție, doar mult mai departe în ocean. Poate a fost una dintre Insulele De Long. Poate că era un aisberg uriaș - o întreagă insulă de gheață. Astfel de munți de gheață, cu o suprafață de până la 100 km2, călătoresc peste ocean timp de câteva decenii.

Mirajul nu a înșelat întotdeauna oamenii. Exploratorul polar englez Robert Scott în 1902. în Antarctica am văzut munți de parcă atârnă în aer. Scott a sugerat că există un lanț muntos mai departe de orizont. Și, într-adevăr, lanțul muntos a fost descoperit mai târziu de exploratorul polar norvegian Raoul Amundsen exact acolo unde Scott se aștepta să fie situat.

Fig.2.13. Mirajul inferior

Mirajele inferioare (Fig. 2.13) apar cu o scădere foarte rapidă a temperaturii odată cu înălțimea, adică. la gradiente de temperatură foarte mari. Rolul unei oglinzi de aer este jucat de cel mai subțire strat de aer de la suprafață. Un miraj este numit un miraj inferior deoarece imaginea unui obiect este plasată sub obiect. În mirajele inferioare, se pare că există o suprafață de apă sub obiect și toate obiectele sunt reflectate în ea.

În apa calmă, toate obiectele care stau pe mal sunt reflectate clar. Reflectarea într-un strat subțire de aer încălzit de la suprafața pământului este complet similară cu reflexia în apă, doar rolul de oglindă este jucat de aerul însuși. Condiția aerului în care apar miraje inferioare este extrem de instabilă. La urma urmei, dedesubt, lângă pământ, se află aerul foarte încălzit și, prin urmare, mai ușor, iar deasupra se află un aer mai rece și mai greu. Jeturile de aer cald care se ridică din sol pătrund în straturi de aer rece. Din această cauză, mirajul se schimbă în fața ochilor noștri, suprafața „apei” pare să fie agitată. O rafală mică de vânt sau un șoc este suficient și va avea loc o prăbușire, de exemplu. răsturnarea straturilor de aer. Aerul greu se va repezi, distrugând oglinda de aer, iar mirajul va dispărea. Condițiile favorabile pentru apariția mirajelor inferioare sunt o suprafață omogenă, plană subiacentă a Pământului, care apare în stepe și deșerturi și vreme însorită, fără vânt.

Dacă un miraj este o imagine a unui obiect cu adevărat existent, atunci se pune întrebarea: ce fel de suprafață de apă văd călătorii în deșert? La urma urmei, nu există apă în deșert. Faptul este că suprafața aparentă a apei sau lacul vizibil într-un miraj este de fapt o imagine nu a suprafeței apei, ci a cerului. Părți ale cerului sunt reflectate în oglinda de aer și creează iluzia completă a unei suprafețe de apă strălucitoare. Un astfel de miraj poate fi văzut nu numai în deșert sau stepă. Apar chiar și în Sankt Petersburg și împrejurimile sale în zilele însorite pe drumuri asfaltate sau pe o plajă plată cu nisip.

Fig.2.14. Miraj lateral

Mirajele laterale apar în cazurile în care straturi de aer de aceeași densitate sunt situate în atmosferă nu orizontal, ca de obicei, ci oblic și chiar vertical (Fig. 2.14). Astfel de condiții se creează vara, dimineața la scurt timp după răsărit, pe malurile stâncoase ale mării sau ale lacului, când malul este deja luminat de Soare, iar suprafața apei și aerul de deasupra sunt încă reci. Mirajele laterale au fost observate în mod repetat pe Lacul Geneva. Un miraj lateral poate apărea lângă un zid de piatră al unei case încălzite de Soare, și chiar pe marginea unei sobe încălzite.

Tipuri complexe de miraje, sau Fata Morgana, apar atunci când există simultan condiții pentru apariția atât a unui miraj superior, cât și a celui inferior, de exemplu, în timpul unei inversări semnificative de temperatură la o anumită altitudine deasupra unei mări relativ calde. Densitatea aerului crește mai întâi odată cu înălțimea (temperatura aerului scade), apoi scade rapid (temperatura aerului crește). Cu o astfel de distribuție a densității aerului, starea atmosferei este foarte instabilă și supusă schimbărilor bruște. Prin urmare, aspectul mirajului se schimbă în fața ochilor noștri. Cele mai obișnuite stânci și case, datorită distorsiunilor și măririi repetate, se transformă în minunatele castele ale zânei Morgana sub ochii noștri. Fata Morgana este observată în largul coastelor Italiei și Siciliei. Dar poate apărea și la latitudini mari. Așa a descris celebrul explorator siberian F.P Wrangel Fata Morgana pe care a văzut-o la Nijnekolymsk: „Acțiunea refracției orizontale a produs un fel de Fata Morgana. Munții întinși spre sud ni s-au părut sub diverse forme distorsionate și atârnând în aer. Munții îndepărtați păreau să aibă vârfurile răsturnate. Râul s-a îngustat până în punctul în care malul opus părea să fie aproape de colibele noastre.”

Te-ai întrebat vreodată de ce stelele nu sunt vizibile pe cer în timpul zilei? La urma urmei, aerul este la fel de transparent ziua ca și noaptea. Ideea aici este că în timpul zilei atmosfera împrăștie lumina soarelui.

Imaginează-ți că te afli într-o cameră bine luminată seara. Prin geamul ferestrei, luminile strălucitoare situate în exterior sunt vizibile destul de clar. Dar obiectele slab luminate sunt aproape imposibil de văzut. Cu toate acestea, de îndată ce stingi lumina din cameră, sticla încetează să mai servească drept obstacol în calea vederii noastre.

Ceva similar se întâmplă la observarea cerului: în timpul zilei, atmosfera de deasupra noastră este puternic iluminată și Soarele este vizibil prin ea, dar lumina slabă a stelelor îndepărtate nu poate pătrunde. Dar după ce Soarele se scufundă sub orizont și lumina soarelui (și odată cu ea lumina împrăștiată de aer) „se stinge”, atmosfera devine „transparentă” și stelele pot fi observate.

Este o altă chestiune în spațiu. Pe măsură ce nava spațială se ridică la altitudine, straturile dense ale atmosferei rămân dedesubt, iar cerul se întunecă treptat.

La o altitudine de aproximativ 200-300 km, unde navele spațiale cu echipaj de zbor de obicei, cerul este complet negru. Este întotdeauna negru, chiar dacă Soarele se află în prezent pe partea vizibilă a acestuia.

„Cerul este complet negru. Stelele de pe acest cer arată oarecum mai strălucitoare și sunt mai clar vizibile pe fundalul cerului negru”, așa și-a descris primul cosmonaut Yu A. Gagarin.

Dar totuși, chiar și de la nava spațială din partea de zi a cerului, nu toate stelele sunt vizibile, ci doar cele mai strălucitoare. Ochiul este tulburat de lumina orbitoare a Soarelui și de lumina Pământului.

Dacă privim cerul de pe Pământ, vom vedea clar că toate stelele sclipesc. Ele par să se estompeze, apoi se aprind, strălucind cu culori diferite. Și cu cât steaua este situată mai jos deasupra orizontului, cu atât pâlpâirea este mai puternică.

Sclipirea stelelor se explică și prin prezența unei atmosfere. Înainte de a ajunge în ochii noștri, lumina emisă de o stea trece prin atmosferă. În atmosferă există întotdeauna mase de aer mai cald și mai rece. Densitatea sa depinde de temperatura aerului dintr-o anumită zonă. Trecând dintr-o zonă în alta, razele de lumină experimentează refracția. Direcția de propagare a acestora se schimbă. Din acest motiv, în unele locuri deasupra suprafeței pământului sunt concentrate, în altele sunt relativ rare. Ca urmare a mișcării constante a maselor de aer, aceste zone se deplasează în mod constant, iar observatorul vede fie o creștere, fie o scădere a luminozității stelelor. Dar din moment ce razele de culoare diferite nu sunt refractate în mod egal, momentele de intensificare și slăbire a diferitelor culori nu apar simultan.

În plus, alte efecte optice, mai complexe, pot juca un anumit rol în sclipirea stelelor.

Prezența straturilor de aer calde și reci și mișcările intense ale maselor de aer afectează și calitatea imaginilor telescopice.

Unde sunt cele mai bune condiții pentru observații astronomice: la munte sau la câmpie, la malul mării sau în interior, în pădure sau în deșert? Și, în general, ce este mai bine pentru astronomi - zece nopți fără nori pe parcursul unei luni sau doar o noapte senină, dar una când aerul este perfect limpede și calm?

Aceasta este doar o mică parte din problemele care trebuie rezolvate atunci când se alege o locație pentru construcția de observatoare și instalarea telescoapelor mari. Un domeniu special al științei se ocupă de astfel de probleme - astro-climatologia.

Desigur, cele mai bune condiții pentru observații astronomice sunt în afara straturilor dense ale atmosferei, în spațiu. Apropo, stelele de aici nu sclipesc, ci ard cu o lumină rece, calmă.

Constelațiile familiare arată exact la fel în spațiu ca și pe Pământ. Stelele se află la distanțe enorme de noi, iar îndepărtarea de suprafața pământului cu câteva sute de kilometri nu poate schimba nimic în poziția lor relativă aparentă. Chiar și atunci când sunt observate de la Pluto, contururile constelațiilor ar fi exact aceleași.

În timpul unei orbite de pe o navă spațială care se mișcă pe orbită joasă a Pământului, în principiu, puteți vedea toate constelațiile cerului Pământului. Observarea stelelor din spațiu prezintă un dublu interes: astronomic și navigațional. În special, este foarte important să observați lumina stelelor nemodificată de atmosferă.

Navigația după stele nu este mai puțin importantă în spațiu. Prin observarea stelelor „de referință” preselectate, nu puteți doar să orientați nava, ci și să determinați poziția acesteia în spațiu.

De multă vreme, astronomii au visat la observatoare viitoare pe suprafața Lunii. Se pare că absența completă a atmosferei ar trebui să creeze condiții ideale pe satelitul natural al Pământului pentru observații astronomice atât în timpul nopții lunare, cât și în timpul zilei lunare.

Există o mulțime de lucruri interesante în lume. Sclipirea stelelor este unul dintre cele mai uimitoare fenomene. Câte credințe diferite sunt asociate cu acest fenomen! Necunoscutul sperie și atrage întotdeauna în același timp. Care este natura acestui fenomen?

Influența atmosferei

Astronomii au făcut o descoperire interesantă: sclipirea stelelor nu are nimic de-a face cu schimbările lor. Atunci de ce stelele sclipesc pe cerul nopții? Totul este despre mișcarea atmosferică a fluxurilor de aer rece și cald. Acolo unde straturile calde trec peste cele reci, se formează vârtejuri de aer. Sub influența acestor vârtejuri, razele de lumină sunt distorsionate. Așa se îndoaie razele de lumină, schimbând poziția aparentă a stelelor.

Un fapt interesant este că stelele nu sclipesc deloc. Această viziune este creată pe pământ. Ochii observatorilor percep lumina care vine de la o stea după ce aceasta trece prin atmosferă. Prin urmare, la întrebarea de ce stelele sclipesc, putem răspunde că stelele nu sclipesc, ci fenomenul pe care îl observăm pe pământ este o distorsiune a luminii care a trecut de la o stea prin straturile atmosferice de aer. Dacă nu ar avea loc astfel de mișcări ale aerului, atunci pâlpâirea nu ar fi observată, nici măcar de la cea mai îndepărtată stea din spațiu.

Explicație științifică

Dacă extindem întrebarea de ce stelele sclipesc mai în detaliu, este de remarcat faptul că acest proces este observat atunci când lumina de la o stea trece de la un strat atmosferic mai dens la unul mai puțin dens. În plus, așa cum sa menționat mai sus, aceste straturi se mișcă în mod constant unul față de celălalt. Din legile fizicii știm că aerul cald se ridică, iar aerul rece, dimpotrivă, se scufundă. Când lumina trece de limitele acestui strat, observăm pâlpâirea.

Trecând prin straturi de aer de densitate diferită, lumina stelelor începe să pâlpâie, iar contururile lor se estompează, iar imaginea crește. În același timp, se modifică și intensitatea radiației și, în consecință, luminozitatea. Astfel, studiind și observând procesele descrise mai sus, oamenii de știință au înțeles de ce stelele sclipesc, iar pâlpâirea lor variază în intensitate. În știință, această schimbare a intensității luminii se numește scintilație.

Planete și stele: care este diferența?

Un alt fapt interesant este că nu orice obiect cosmic luminos produce lumină care emană din fenomenul de scintilație. Să luăm planetele. De asemenea, reflectă lumina soarelui, dar nu pâlpâie. Prin natura radiațiilor, o planetă se distinge de o stea. Da, lumina unei stele pâlpâie, dar lumina unei planete nu.

Din cele mai vechi timpuri, omenirea a învățat să navigheze în spațiu folosind stelele. În acele vremuri când instrumentele de precizie nu erau inventate, cerul ajuta la găsirea drumului potrivit. Și astăzi această cunoaștere nu și-a pierdut semnificația. Astronomia ca știință a început în secolul al XVI-lea, când a fost inventat telescopul. Atunci au început să observe îndeaproape lumina stelelor și să studieze legile după care sclipesc. Cuvânt astronomie tradus din greacă este „legea stelelor”.

Știința Stelelor

Astronomia studiază Universul și corpurile cerești, mișcarea, locația, structura și originea acestora. Datorită dezvoltării științei, astronomii au explicat modul în care o stea sclipitoare de pe cer diferă de o planetă, cum are loc dezvoltarea corpurilor cerești, a sistemelor lor și a sateliților. Această știință a privit mult dincolo de granițele sistemului solar. Pulsarii, quasarii, nebuloasele, asteroizii, galaxiile, găurile negre, materia interstelară și interplanetară, cometele, meteoriții și tot ce ține de spațiul cosmic sunt studiate de știința astronomiei.

Intensitatea și culoarea luminii strălucitoare a stelelor este influențată și de altitudinea atmosferei și de apropierea de orizont. Este ușor de observat că stelele situate în apropierea ei strălucesc mai puternic și strălucesc în culori diferite. Această priveliște devine deosebit de frumoasă în nopțile geroase sau imediat după ploaie. În aceste momente, cerul este fără nori, ceea ce contribuie la o pâlpâire mai strălucitoare. Sirius are o strălucire deosebită.

Atmosferă și lumina stelelor

Dacă doriți să observați sclipirea stelelor, ar trebui să înțelegeți că, cu o atmosferă calmă la zenit, acest lucru este posibil doar ocazional. Luminozitatea fluxului de lumină se schimbă constant. Acest lucru se datorează din nou devierii razelor de lumină, care sunt concentrate neuniform deasupra suprafeței pământului. Vântul influențează și peisajul stelar. În acest caz, observatorul panoramei stelare se găsește în mod constant alternativ într-o zonă întunecată sau iluminată.

La observarea stelelor situate la o altitudine mai mare de 50°, schimbarea culorii nu va fi observabilă. Dar stelele care sunt sub 35° vor sclipi și își vor schimba culoarea destul de des. Pâlpâirea foarte intensă indică eterogenitatea atmosferică, care este direct legată de meteorologie. În timp ce se observă sclipirea stelară, s-a observat că aceasta tinde să se intensifice la presiune și temperatură atmosferică scăzute. O creștere a pâlpâirii poate fi observată și odată cu creșterea umidității. Cu toate acestea, este imposibil să preziceți vremea folosind scintilație. Starea atmosferei depinde de un număr mare de factori diferiți, ceea ce face imposibilă tragerea de concluzii despre vreme bazată exclusiv pe sclipirea stelară. Desigur, unele lucruri funcționează, dar acest fenomen are încă propriile sale ambiguități și mistere.

GUVERNUL MOSCOVEI

DEPARTAMENTUL DE EDUCAȚIE AL ORAȘULUI MOSCOVA

DEPARTAMENTUL DISTRICT EST

INSTITUȚIE DE ÎNVĂȚĂMÂNT BUGETUL DE STAT

ȘCOALA GENERALĂ Nr 000

111141 Moscova st. Clădirea Perovskaya 44-a, clădirea 1,2 Telefon

Lecția nr. 5 (28.02.13)

„Lucrează cu text”

Materialele de examinare la fizică includ sarcini care testează capacitatea elevilor de a stăpâni informațiile care sunt noi pentru ei, de a lucra cu aceste informații și de a răspunde la întrebări, răspunsurile la care decurg din textul propus pentru studiu. După studierea textului, sunt oferite trei sarcini (Nr. 16,17 - nivel de bază, Nr. 18 - nivel avansat).

Experimentele lui Gilbert asupra magnetismului.

Gilbert a tăiat o minge dintr-un magnet natural, astfel încât să aibă poli în două puncte diametral opuse. El a numit acest magnet sferic terella (Fig. 1), adică un Pământ mic. Aducând un ac magnetic în mișcare mai aproape de el, puteți arăta în mod clar diferitele poziții ale acului magnetic pe care acesta le ia în diferite puncte de pe suprafața pământului: la ecuator, acul este situat paralel cu planul orizontului, la pol - perpendicular pe planul orizontului.

Să luăm în considerare un experiment care dezvăluie „magnetismul prin influență”. Să atârnăm două benzi de fier paralele între ele pe fire și să aducem încet spre ele un magnet permanent mare. În acest caz, capetele inferioare ale benzilor diverg, deoarece sunt magnetizate în mod egal (Fig. 2a). Pe măsură ce magnetul se apropie mai mult, capetele inferioare ale benzilor converg oarecum, deoarece polul magnetului însuși începe să acționeze asupra lor cu o forță mai mare (Fig. 2b).

Sarcina 16

Cum se schimbă unghiul de înclinare al acului magnetic pe măsură ce se deplasează pe glob de-a lungul meridianului de la ecuator la pol?

1) crește tot timpul

2) scade tot timpul

3) mai întâi crește, apoi scade

4) mai întâi scade, apoi crește

Răspuns corect: 1

Sarcina 17

În ce puncte sunt localizați polii magnetici ai terelei (Fig. 1)?

Răspuns corect: 2

Sarcina 18

În experimentul „magnetism prin influență”, ambele benzi de fier sunt magnetizate. În figurile 2a și 2b, polii benzii din stânga sunt indicați pentru ambele cazuri.

La capătul inferior al dungii din dreapta

1) în ambele cazuri apare polul sud

2) în ambele cazuri apare polul nord

3) în primul caz, apare cel de nord, iar în al doilea, apare cel sudic

4) în primul caz apare cel sudic, iar în al doilea apare cel nordic

Răspuns corect: 2

Experimentele lui Ptolemeu asupra refracției luminii.

Ptolemeu a întâlnit fenomenul refracției luminii în timp ce observa stelele. El a observat că o rază de lumină, care trece de la un mediu la altul, „se rupe”. Prin urmare, o rază de stea, care trece prin atmosfera pământului, ajunge la suprafața pământului nu în linie dreaptă, ci de-a lungul unei linii curbe, adică are loc refracția. Curbura fasciculului apare datorită faptului că densitatea aerului se modifică odată cu altitudinea.

Pentru a studia legea refracției, Ptolemeu a efectuat următorul experiment..gif" width="13" height="24 src="> (vezi figura). Riglele se puteau roti în jurul centrului cercului pe o axă comună O.

Ptolemeu a scufundat acest cerc în apă până la diametrul AB și, întorcând rigla inferioară, s-a asigurat că riglele stau pe aceeași linie dreaptă pentru ochi (dacă privești de-a lungul riglei superioare). După aceea, a scos cercul din apă și a comparat unghiurile de incidență α si refractie β . A măsurat unghiuri cu o precizie de 0,5°. Numerele obținute de Ptolemeu sunt prezentate în tabel.


Unghiu de incidenta α , grindina
Unghiul de refracție β , grindina

Ptolemeu nu a găsit o „formulă” pentru relația dintre aceste două serii de numere. Cu toate acestea, dacă determinăm sinusurile acestor unghiuri, se dovedește că raportul sinusurilor este exprimat aproape cu același număr, chiar și cu o măsurare atât de grosieră a unghiurilor, la care a recurs Ptolemeu.

Sarcina 16

În text, refracția se referă la fenomen

1) modificări ale direcției de propagare a fasciculului de lumină datorită reflexiei la limita atmosferei

2) modificări ale direcției de propagare a unui fascicul de lumină datorită refracției în atmosfera Pământului

3) absorbția luminii pe măsură ce se propagă în atmosfera Pământului

4) îndoirea fasciculului de lumină în jurul obstacolelor și, prin urmare, abaterea de la propagarea rectilinie

Răspuns corect: 2

Sarcina 17

Care dintre următoarele concluzii contrazice Experimentele lui Ptolemeu?

1) unghiul de refracție este mai mic decât unghiul de incidență atunci când fasciculul trece din aer în apă

2) cu creșterea unghiului de incidență, unghiul de refracție crește liniar

3) raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție nu se modifică

4) sinusul unghiului de refracție depinde liniar de sinusul unghiului de incidență

Răspuns corect: 2

Sarcina 18

Datorită refracției luminii într-o atmosferă calmă, poziția aparentă a stelelor pe cer în raport cu orizont

1) deasupra poziției actuale

2) sub poziția actuală

3) deplasat într-o parte sau alta vertical în raport cu poziția actuală

4) coincide cu poziția actuală

Răspuns corect: 1

Experimentele lui Thomson și descoperirea electronului

La sfârșitul secolului al XIX-lea au fost efectuate numeroase experimente pentru a studia descărcările electrice în gazele rarefiate. Descărcarea a fost excitată între catod și anod, sigilată în interiorul unui tub de sticlă din care aerul a fost evacuat. Ceea ce venea de la catod se numea raze catodice.

Pentru a determina natura razelor catodice, fizicianul englez Joseph John Thomson (1856 - 1940) a efectuat următorul experiment. Configurația sa experimentală a fost un tub catodic cu vid (vezi figura). Catodul încălzit K era o sursă de raze catodice, care erau accelerate de câmpul electric existent între anodul A și catodul K. În centrul anodului era o gaură. Razele catodice care trec prin această gaură lovesc punctul G de pe peretele tubului S opus găurii anodului. Dacă peretele S este acoperit cu o substanță fluorescentă, atunci razele care lovesc punctul G vor apărea ca o pată luminoasă. Pe drumul de la A la G, razele au trecut printre plăcile unui condensator CD, căruia i se putea aplica tensiunea de la o baterie.

Dacă porniți această baterie, razele sunt deviate de câmpul electric al condensatorului și pe ecran apare un punct S în poziția . Thomson a propus că razele catodice se comportă ca niște particule încărcate negativ. Prin crearea în zona dintre plăcile condensatorului a unui câmp magnetic uniform perpendicular pe planul imaginii (este reprezentat prin puncte), puteți face ca pata să se devieze în aceeași direcție sau în direcția opusă.

Experimentele au arătat că sarcina particulei este egală ca mărime cu sarcina ionului de hidrogen (C), iar masa sa se dovedește a fi de aproape 1840 de ori mai mică decât masa ionului de hidrogen.

Mai târziu a primit numele de electron. Ziua de 30 aprilie 1897, când Joseph John Thomson a raportat cercetările sale, este considerată „ziua de naștere” a electronului.

Sarcina 16

Ce sunt razele catodice?

1) Raze X

2) raze gamma

3) fluxul de electroni

4) fluxul de ioni

Răspuns corect: 3

Sarcina 17

A. Razele catodice interacționează cu câmpul electric.

B. Razele catodice interacționează cu un câmp magnetic.

1) doar A

2) doar B

4) nici A, nici B

Răspuns corect: 3

Sarcina 18

Razele catodice (vezi figura) vor atinge punctul G cu condiția ca între plăcile condensatorului CD

1) actioneaza doar campul electric

2) actioneaza doar campul magnetic

3) se compensează acţiunea forţelor din câmpurile electrice şi magnetice

4) efectul forțelor din câmpul magnetic este neglijabil

Răspuns corect: 3

Descoperirea experimentală a legii echivalenței căldurii și muncii.

În 1807, fizicianul J. Gay-Lussac, care a studiat proprietățile gazelor, a efectuat un experiment simplu. Se știe de mult că gazul comprimat, în expansiune, se răcește. Gay-Lussac a forțat gazul să se extindă în gol - într-un vas din care aerul fusese pompat anterior. Spre surprinderea lui, nu a avut loc nicio scădere a temperaturii; Cercetătorul nu a putut explica rezultatul: de ce același gaz, la fel de comprimat, se dilată, se răcește dacă este eliberat direct în exterior în atmosferă și nu se răcește dacă este eliberat într-un vas gol unde presiunea este zero?

Medicul german Robert Mayer a putut explica experiența. Mayer a avut ideea că munca și căldura ar putea fi transformate una în alta. Această idee minunată i-a făcut imediat posibil ca Mayer să clarifice rezultatul misterios din experimentul Gay-Lussac: dacă căldura și munca sunt convertite reciproc, atunci când un gaz se extinde în gol, atunci când nu lucrează, deoarece nu există forța (presiunea) opuse creșterii volumului său, gazul nu trebuie răcit. Dacă, atunci când un gaz se dilată, trebuie să lucreze împotriva presiunii externe, temperatura acestuia ar trebui să scadă. Nu poți obține un loc de muncă degeaba! Rezultatul remarcabil al lui Mayer a fost confirmat de multe ori prin măsurători directe; De o importanță deosebită au fost experimentele lui Joule, care a măsurat cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un lichid prin rotirea unui agitator în el. În același timp, au fost măsurate atât munca depusă la rotirea mixerului, cât și cantitatea de căldură primită de lichid. Indiferent cum s-au schimbat condițiile experimentale, au fost luate diferite lichide, diferite vase și mixere, rezultatul a fost același: aceeași cantitate de căldură s-a obținut întotdeauna din aceeași muncă.

https://pandia.ru/text/78/089/images/image010_68.jpg" width="250" height="210 src=">

Curba de topire (p - presiune, T - temperatura)

Potrivit ideilor moderne, cea mai mare parte a interiorului pământului rămâne solid. Cu toate acestea, substanța astenosferei (coaja Pământului de la 100 km la 300 km adâncime) se află într-o stare aproape topită. Acesta este numele unei stări solide care se transformă ușor într-un lichid (topit) cu o ușoară creștere a temperaturii (procesul 1) sau scăderea presiunii (procesul 2).

Sursa topirii magmei primare este astenosfera. Dacă presiunea scade într-o anumită zonă (de exemplu, atunci când secțiunile litosferei sunt deplasate), atunci materia solidă a astenosferei se transformă imediat într-o topitură lichidă, adică în magmă.

Dar ce motive fizice au pus în mișcare mecanismul unei erupții vulcanice?

Magma, împreună cu vaporii de apă, conține diverse gaze (dioxid de carbon, clorură de hidrogen și fluor, oxizi de sulf, metan și altele). Concentrația gazelor dizolvate corespunde presiunii externe. În fizică, legea lui Henry este cunoscută: concentrația unui gaz dizolvat într-un lichid este proporțională cu presiunea acestuia deasupra lichidului. Acum imaginați-vă că presiunea la adâncime a scăzut. Gazele dizolvate în magmă devin gazoase. Magma crește în volum, face spumă și începe să se ridice în sus. Pe măsură ce magma crește, presiunea scade și mai mult, astfel încât procesul de eliberare a gazului se intensifică, ceea ce, la rândul său, duce la o accelerare a creșterii.

Sarcina 16

În ce stări de agregare se află materia astenosferă în regiunile I și II din diagramă (vezi figura)?

1) I – în lichid, II – în solid

2) I – în solid, II – în lichid

3) I – în lichid, II – în lichid

4) I – în solid, II – în solid

Răspuns corect: 2

Sarcina 17

Ce forță face ca magma topită și spumoasă să se ridice în sus?

1) gravitația

2) forță elastică

3) Forța lui Arhimede

4) forța de frecare

Răspuns corect: 3

Sarcina 18

Boala de cheson este o boală care apare atunci când un scafandru urcă rapid din adâncimi mari. Boala caisson apare la om atunci când există o schimbare rapidă a presiunii externe. Când lucrează în condiții de presiune crescută, țesuturile umane absorb cantități suplimentare de azot. Prin urmare, scafandrii trebuie să urce încet, astfel încât sângele să aibă timp să transporte bulele de gaz rezultate în plămâni.

Care afirmații sunt adevărate?

A. Concentrația de azot dizolvat în sânge crește cu cât se scufundă mai adânc.

B.În timpul unei tranziții excesiv de rapidă de la un mediu de înaltă presiune la un mediu de joasă presiune, excesul de azot dizolvat în țesuturi este eliberat, formând bule de gaz.

1) doar A

2) doar B

4) nici A, nici B

Răspuns corect: 3

Gheizere

Gheizerele sunt situate în apropierea vulcanilor activi sau recent inactivi. Gheizerele necesită căldură de la vulcani pentru a erupe.

Pentru a înțelege fizica gheizerelor, amintiți-vă că punctul de fierbere al apei depinde de presiune (vezi figura).

Dependența punctului de fierbere al apei de presiune https://pandia.ru/text/78/089/images/image013_71.gif" width="25" height="21"> Pa. În acest caz, apa din tub

1) se va deplasa în jos sub influența presiunii atmosferice

2) va rămâne în echilibru, deoarece temperatura sa este sub punctul de fierbere

3) se va răci rapid, deoarece temperatura sa este sub punctul de fierbere la o adâncime de 10 m

4) va fierbe, deoarece temperatura sa este mai mare decât punctul de fierbere la presiunea externă Pa

Răspuns corect: 4

Ceaţă

În anumite condiții, vaporii de apă din aer se condensează parțial, rezultând picături de apă de ceață. Picăturile de apă au un diametru de la 0,5 microni până la 100 microni.

Luați un vas, umpleți-l pe jumătate cu apă și închideți capacul. Cele mai rapide molecule de apă, depășind atracția altor molecule, sar din apă și formează abur deasupra suprafeței apei. Acest proces se numește evaporare a apei. Pe de altă parte, moleculele de vapori de apă, ciocnind între ele și cu alte molecule de aer, pot ajunge aleatoriu la suprafața apei și se pot transforma din nou în lichid. Aceasta este condensarea aburului. În cele din urmă, la o temperatură dată, procesele de evaporare și condensare sunt compensate reciproc, adică se stabilește o stare de echilibru termodinamic. Vaporii de apa situati in acest caz deasupra suprafetei lichidului se numesc saturati.

Dacă temperatura crește, viteza de evaporare crește și se stabilește echilibrul la o densitate mai mare a vaporilor de apă. Astfel, densitatea vaporilor saturați crește odată cu creșterea temperaturii (vezi figura).

Dependența densității vaporilor de apă saturați de temperatură

Pentru ca ceața să apară, aburul trebuie să devină nu doar saturat, ci și suprasaturat. Vaporii de apă devin saturați (și suprasaturați) cu o răcire suficientă (proces AB) sau în timpul evaporării suplimentare a apei (proces AC). În consecință, ceața care căde se numește ceață de răcire și ceață de evaporare.

A doua condiție necesară pentru formarea ceții este prezența nucleelor (centrelor) de condensare. Rolul nucleelor poate fi jucat de ioni, picături mici de apă, particule de praf, particule de funingine și alți contaminanți mici. Cu cât aerul este poluat, cu atât este mai densă ceața.

Sarcina 16

Graficul din figură arată că la o temperatură de 20 °C densitatea vaporilor de apă saturați este de 17,3 g/m3. Aceasta înseamnă că la 20 °C

5) în 1 m masa vaporilor de apă saturați este de 17,3 g

6) 17,3 m de aer conțin 1 g de vapori de apă saturați

8) densitatea aerului este de 17,3 g/m

Răspuns corect: 1

Sarcina 17

În ce proces prezentat pe grafic poate fi observată ceața de evaporare?

1) Numai AB

2) numai AC

4) nici AB, nici AC

Răspuns corect: 2

Sarcina 18

Care afirmații sunt adevărate?

A. Ceața urbană, comparativ cu cea din zonele muntoase, se caracterizează printr-o densitate mai mare.

B. Ceața se observă atunci când temperatura aerului crește brusc.

1) doar A

2) doar B

4) nici A, nici B

Răspuns corect: 1

Culoarea cerului și a soarelui apus

De ce este cerul albastru? De ce apusul devine roșu? Se pare că în ambele cazuri motivul este același - împrăștierea luminii solare în atmosfera pământului.

În 1869, fizicianul englez J. Tyndall a efectuat următorul experiment: un fascicul de lumină slab divergent a fost trecut printr-un acvariu dreptunghiular umplut cu apă. S-a remarcat că, dacă te uiți la fasciculul de lumină din acvariu din lateral, acesta pare albăstrui. Și dacă te uiți la fasciculul de la capătul de ieșire, lumina capătă o nuanță roșiatică. Acest lucru poate fi explicat presupunând că lumina albastră (cian) este împrăștiată mai mult decât lumina roșie. Prin urmare, atunci când un fascicul de lumină albă trece printr-un mediu de împrăștiere, în principal lumina albastră este împrăștiată din acesta, astfel încât lumina roșie începe să predomine în fasciculul care iese din mediu. Cu cât un fascicul alb se deplasează mai departe într-un mediu de împrăștiere, cu atât apare mai roșu la ieșire.

În 1871, J. Strett (Rayleigh) a dezvoltat o teorie a împrăștierii undelor luminoase de către particule mici. Legea stabilită de Rayleigh spune: intensitatea luminii împrăștiate este proporțională cu puterea a patra a frecvenței luminii sau, cu alte cuvinte, invers proporțională cu puterea a patra a lungimii de undă a luminii.

Rayleigh a prezentat o ipoteză conform căreia centrii care împrăștie lumina sunt molecule de aer. Mai târziu, deja în prima jumătate a secolului al XX-lea, s-a stabilit că rolul principal în împrăștierea luminii este jucat de fluctuațiile densității aerului - condensări microscopice și rarefacții ale aerului care apar ca urmare a mișcării termice haotice a moleculelor de aer.

https://pandia.ru/text/78/089/images/image017_61.gif" height="1 src=">

Discul pe care este înregistrat sunetul este realizat dintr-un material special de ceară moale. O copie de cupru (clișeu) este îndepărtată de pe acest disc de ceară folosind o metodă galvanoplastică. Aceasta implică depunerea de cupru pur pe un electrod atunci când un curent electric trece printr-o soluție a sărurilor sale. Copia de cupru este apoi imprimată pe discuri de plastic. Așa se fac înregistrările de gramofon.

Când redați sunetul, o înregistrare de gramofon este plasată sub un ac conectat la membrana gramofonului și înregistrarea este rotită. Deplasându-se de-a lungul șanțului ondulat al discului, capătul acului vibrează, iar membrana vibrează odată cu acesta, iar aceste vibrații reproduc destul de precis sunetul înregistrat.

Sarcina 16

Ce vibrații face membrana cornului sub influența unei unde sonore?

5) gratuit

6) estomparea

7) forțat

8) autooscilații

Răspuns corect: 3

Sarcina 17

Ce acțiune curentă este folosită pentru a obține un clișeu dintr-un disc de ceară?

1) magnetic

2) termică

3) lumina

4) chimic

Răspuns corect: 4

Sarcina 18

La înregistrarea mecanică a sunetului, se folosește un diapazon. Prin creșterea timpului de redare al diapazonului de 2 ori

5) lungimea canalului de sunet va crește de 2 ori

6) lungimea canalului sonor va scădea de 2 ori

7) adâncimea canalului de sunet va crește de 2 ori

8) adâncimea canalului de sunet va scădea de 2 ori

Răspuns corect: 1

Suspensie magnetică

Viteza medie a trenurilor pe căile ferate nu depășește
150 km/h. Proiectarea unui tren care să se potrivească cu viteza unui avion nu este ușoară. La viteze mari, roțile trenului nu pot rezista încărcăturii. Există o singură cale de ieșire: să abandonezi roțile și să faci trenul să zboare. O modalitate de a „suspenda” un tren deasupra șinelor este să folosești repulsia magnetică.

În 1910, belgianul E. Bachelet a construit primul model de tren zburător din lume și l-a testat. Vagonul de 50 de kilograme în formă de trabuc al trenului zburător a accelerat la viteze de peste 500 km/h! Drumul magnetic al lui Bachelet era un lanț de stâlpi metalici cu bobine atașate la vârfuri. După pornirea curentului, remorca cu magneți încorporați a fost ridicată deasupra bobinelor și accelerată de același câmp magnetic peste care era suspendată.

Aproape simultan cu Bachelet în 1911, profesorul Institutului de Tehnologie din Tomsk B. Weinberg a dezvoltat o suspensie mult mai economică pentru un tren zburător. Weinberg a propus să nu împingă drumul și mașinile una de cealaltă, ceea ce este plin de costuri enorme de energie, ci să le atragă cu electromagneți obișnuiți. Electromagneții drumului au fost amplasați deasupra trenului pentru a compensa gravitația trenului cu atracția lor. Căruciorul de fier a fost amplasat inițial nu tocmai sub electromagnet, ci în spatele acestuia. În acest caz, electromagneții au fost montați pe toată lungimea drumului. Când curentul din primul electromagnet a fost pornit, remorca s-a ridicat și s-a deplasat înainte, spre magnet. Dar cu un moment înainte ca remorca să se lipească de electromagnet, curentul a fost întrerupt. Trenul a continuat să zboare prin inerție, reducându-și altitudinea. Următorul electromagnet a pornit, trenul s-a ridicat din nou și a accelerat. Punându-și mașina într-o țeavă de cupru din care era pompat aerul, Weinberg a accelerat mașina până la o viteză de 800 km/h!

Sarcina 16

Ce interacțiune magnetică poate fi folosită pentru levitația magnetică?

A. Atracția polilor opuși.

B. Respingerea unor poli asemănători.

1) doar A

2) doar B

3) nici A, nici B

Răspuns corect: 4

Sarcina 17

Când un tren maglev se mișcă

1) nu există forțe de frecare între tren și drum

2) forțele de rezistență ale aerului sunt neglijabile

3) se folosesc forte de repulsie electrostatica

4) se folosesc fortele atractive ale polilor magnetici cu acelasi nume

Răspuns corect: 1

Sarcina 18

În modelul de tren magnetic al lui B. Weinberg, a fost necesar să se folosească o remorcă cu o masă mai mare. Pentru ca noua remorcă să se deplaseze ca înainte, este necesar

5) înlocuiți țeava de cupru cu una de fier

6) nu opriți curentul în electromagneți până când remorca „se lipește”

7) crește curentul în electromagneți

8) instalați electromagneți pe lungimea drumului la intervale mari

Răspuns corect: 3

Piezoelectricitate

În 1880, frații de știință francezi Pierre și Paul Curie au investigat proprietățile cristalelor. Ei au observat că, dacă un cristal de cuarț este comprimat din ambele părți, atunci pe fețele lui apar sarcini electrice perpendiculare pe direcția de compresie: pozitive pe o față, negative pe cealaltă. Cristalele de turmalină, sare Rochelle și chiar zahăr au aceeași proprietate. Încărcările pe fețele de cristal apar și atunci când este întins. Mai mult, dacă în timpul compresiei s-a acumulat o sarcină pozitivă pe față, atunci în timpul întinderii se va acumula o sarcină negativă pe această față și invers. Acest fenomen a fost numit piezoelectricitate (de la cuvântul grecesc „piezo” - presă). Un cristal cu această proprietate se numește piezoelectric. Mai târziu, frații Curie au descoperit că efectul piezoelectric este reversibil: dacă pe fețele unui cristal se creează sarcini electrice opuse, acesta fie se va micșora, fie se va întinde, în funcție de care față se aplică o sarcină pozitivă și negativă.

Efectul brichetelor piezoelectrice larg răspândite se bazează pe fenomenul piezoelectricității. Partea principală a unei astfel de brichete este un element piezoelectric - un cilindru piezoelectric ceramic cu electrozi metalici pe baze. Folosind un dispozitiv mecanic, elementului piezoelectric este aplicat un șoc de scurtă durată. În acest caz, pe cele două laturi ale sale apar sarcini electrice opuse, situate perpendicular pe direcția de acțiune a forței de deformare. Tensiunea dintre aceste părți poate ajunge la câteva mii de volți. Tensiunea este furnizata prin fire izolate la doi electrozi situati in varful brichetei la o distanta de 3 - 4 mm unul de celalalt. Descărcarea de scânteie care are loc între electrozi aprinde amestecul de gaz și aer.

În ciuda tensiunilor foarte înalte (~10 kV), experimentele cu o brichetă piezo sunt complet sigure, deoarece chiar și cu un scurtcircuit puterea curentului se dovedește a fi neglijabilă și sigură pentru sănătatea umană, ca și în cazul descărcărilor electrostatice la îndepărtarea hainelor din lână sau sintetice. pe vreme uscată.

Sarcina 16

Piezoelectricitatea este un fenomen

1) apariția sarcinilor electrice pe suprafața cristalelor în timpul deformării acestora

2) apariția deformațiilor la tracțiune și compresiune în cristale

3) trecerea curentului electric prin cristale

4) trecerea unei descărcări de scânteie în timpul deformării cristalului

Răspuns corect: 1

Sarcina 17

Folosind o brichetă piezo nu reprezinta pericole pentru că

7) puterea curentului este neglijabilă

8) un curent de 1 A este sigur pentru oameni

Răspuns corect: 3

Sarcina 18

La începutul secolului al XX-lea, omul de știință francez Paul Langevin a inventat un emițător de unde ultrasonice. Încărcând fețele unui cristal de cuarț cu electricitate de la un generator de curent alternativ de înaltă frecvență, el a descoperit că cristalul oscilează la frecvența schimbării tensiunii. Acţiunea emiţătorului se bazează pe

1) efect piezoelectric direct

2) efect piezoelectric invers

3) fenomenul de electrificare sub influența unui câmp electric extern

4) fenomenul de electrificare la impact

Răspuns corect: 2

Construcția piramidelor egiptene

Piramida lui Keops este una dintre cele șapte minuni ale lumii. Există încă multe întrebări despre cum exact a fost construită piramida.

Transportul, ridicarea și instalarea pietrelor de zeci și sute de tone nu a fost o sarcină ușoară.

Pentru a ridica blocurile de piatră în sus, au venit cu o metodă foarte vicleană. În jurul șantierului au fost ridicate rampe de pământ. Pe măsură ce piramida creștea, rampele se ridicau din ce în ce mai sus, de parcă ar înconjura întreaga clădire viitoare. Pietrele erau târâte de-a lungul rampei pe sănii la fel ca pe pământ, ajutându-se cu pârghii. Unghiul de înclinare al rampei a fost foarte mic - 5 sau 6 grade, din această cauză lungimea rampei a crescut la sute de metri. Astfel, în timpul construcției Piramidei lui Khafre, rampa care leagă templul superior de cel inferior, cu o diferență de niveluri de peste 45 m, avea o lungime de 494 m și o lățime de 4,5 m.

În 2007, arhitectul francez Jean-Pierre Houdin a sugerat că în timpul construcției piramidei Cheops, inginerii egipteni antici au folosit un sistem de rampe și tuneluri atât exterioare, cât și interne. Houdin crede că numai cea de jos a fost construită cu ajutorul rampelor exterioare,
Parte de 43 de metri (înălțimea totală a piramidei Keops este de 146 de metri). Pentru ridicarea și instalarea blocurilor rămase s-a folosit un sistem de rampe interioare dispuse în spirală. Pentru a face acest lucru, egiptenii au demontat rampele exterioare și le-au mutat înăuntru. Arhitectul este încrezător că cavitățile descoperite în 1986 în grosimea piramidei Keops sunt tuneluri în care rampele s-au întors treptat.

Sarcina 16

Ce tip de mecanisme simple este o rampă?

5) bloc în mișcare

6) bloc fix

8) plan înclinat

Răspuns corect: 4

Sarcina 17

Rampele includ

5) lift de marfă în clădiri rezidențiale

6) brațul macaralei

7) poarta pentru ridicarea apei din fantana

8) o platformă înclinată pentru intrarea vehiculelor

Răspuns corect: 4

Sarcina 18

Dacă neglijăm frecarea, atunci rampa care lega templul superior cu cel inferior în timpul construcției Piramidei lui Khafre a făcut posibilă obținerea unui câștig

5) de aproximativ 11 ori mai puternic

6) Mai mult de 100 de ori puterea

7) în funcțiune de aproximativ 11 ori

8) la o distanță de aproximativ 11 ori

Răspuns corect: 1

Albedo al Pământului

Temperatura de la suprafața Pământului depinde de reflectivitatea planetei - albedo. Albedo de suprafață este raportul dintre fluxul de energie al razelor solare reflectate și fluxul de energie al razelor solare incidente pe suprafață, exprimat ca procent sau fracțiune de unitate. Albedo-ul Pământului în partea vizibilă a spectrului este de aproximativ 40%. În lipsa norilor ar fi aproximativ 15%.

Albedo depinde de mulți factori: prezența și starea norilor, modificările ghețarilor, perioada anului și, în consecință, precipitațiile. În anii 90 ai secolului XX, rolul semnificativ al aerosolilor - cele mai mici particule solide și lichide din atmosferă - a devenit evident. Când combustibilul este ars, sulf gazos și oxizi de azot sunt eliberați în aer; combinându-se cu picăturile de apă din atmosferă, ele formează acizi sulfuric, azotic și amoniac, care apoi se transformă în aerosoli de sulfat și nitrați. Aerosolii nu reflectă doar lumina soarelui, împiedicând-o să ajungă la suprafața Pământului. Particulele de aerosoli servesc ca nuclee de condensare pentru umiditatea atmosferică în timpul formării norilor și, astfel, contribuie la creșterea tulburării. Și aceasta, la rândul său, reduce fluxul de căldură solară către suprafața pământului.

Transparența la lumina soarelui în straturile inferioare ale atmosferei pământului depinde și de incendii. Din cauza incendiilor, praful și funinginea se ridică în atmosferă, care acoperă Pământul cu un ecran dens și măresc albedo-ul suprafeței.

Sarcina 16

La suprafață se referă albedo

1) fluxul total de raze solare incidente pe suprafața Pământului

2) raportul dintre fluxul de energie al radiației reflectate și fluxul radiației absorbite

3) raportul dintre fluxul de energie al radiației reflectate și fluxul radiației incidente

4) diferența dintre energia radiației incidente și reflectată

Răspuns corect: 3

Sarcina 17

Care afirmații sunt adevărate?

A. Aerosolii reflectă lumina soarelui și, prin urmare, ajută la reducerea albedo-ului Pământului.

B. Erupțiile vulcanice cresc albedoul Pământului.

1) doar A

2) doar B

4) nici A, nici B

Răspuns corect: 2

Sarcina 18

Tabelul prezintă câteva caracteristici pentru planetele sistemului solar - Venus și Marte. Se știe că albedo-ul lui Venus este A = 0,76, iar albedo-ul lui Marte este A = 0,15. Care dintre caracteristici au influențat în principal diferența de albedo al planetelor?

Caracteristici	Venus	Marte
A. Distanța medie de la Soare, în raze ale orbitei Pământului
B. Raza medie a planetei, km
ÎN. Numărul de sateliți
G. Prezența atmosferei	foarte dens	rar

Răspuns corect: 4

Efect de sera

Pentru a determina temperatura unui obiect încălzit de Soare, este important să cunoaștem distanța acestuia față de Soare. Cu cât o planetă din sistemul solar este mai aproape de Soare, cu atât temperatura medie a acesteia este mai mare. Pentru un obiect la fel de îndepărtat de Soare ca și Pământ, o estimare numerică a temperaturii medii ale suprafeței dă următorul rezultat: T Å ≈ –15°C.

În realitate, clima Pământului este mult mai blândă. Temperatura medie a suprafeței este de aproximativ 18 °C din cauza așa-numitului efect de seră - încălzirea părții inferioare a atmosferei prin radiația de la suprafața Pământului.

Straturile inferioare ale atmosferei sunt dominate de azot (78%) și oxigen (21%). Componentele rămase reprezintă doar 1%. Dar tocmai acest procent determină proprietățile optice ale atmosferei, deoarece azotul și oxigenul aproape că nu interacționează cu radiația.

Efectul „de seră” este cunoscut tuturor celor care s-au confruntat cu această structură simplă de grădină. În atmosferă arată așa. O parte din radiația solară care nu este reflectată de nori trece prin atmosferă, care acționează ca sticlă sau film și încălzește suprafața pământului. Suprafața încălzită se răcește, emițând radiații termice, dar aceasta este o radiație diferită - infraroșu. Lungimea medie de undă a unei astfel de radiații este mult mai mare decât cea care vine de la Soare și, prin urmare, atmosfera, aproape transparentă pentru lumina vizibilă, transmite mult mai puțin bine radiația infraroșie.

Vaporii de apă absoarbe aproximativ 62% din radiația infraroșie, ceea ce contribuie la încălzirea straturilor inferioare ale atmosferei. După vaporii de apă pe lista gazelor cu efect de seră se află dioxidul de carbon (CO2), care absoarbe 22% din radiația infraroșie a Pământului în aer curat.

Atmosfera absoarbe fluxul de radiații cu undă lungă care se ridică de la suprafața planetei, se încălzește și, la rândul său, încălzește suprafața Pământului. Maximul din spectrul radiației solare are loc la o lungime de undă de aproximativ 550 nm. Maximul din spectrul de radiații al Pământului are loc la o lungime de undă de aproximativ 10 microni. Rolul efectului de seră este ilustrat în Figura 1.

Fig.1(a). Curba 1 - spectrul calculat al radiației solare (cu o temperatură a fotosferei de 6000°C); curba 2 - spectrul calculat al radiației Pământului (cu o temperatură a suprafeței de 25°C)
Fig.1 (b). Absorbția (în termeni procentuali) a radiațiilor la diferite lungimi de undă de către atmosfera terestră. În regiunea spectrală de la 10 la 20 µm există benzi de absorbție ale moleculelor de CO2, H2O, O3, CH4. Ele absorb radiațiile care provin de la suprafața Pământului

Sarcina 16

Care gaz joacă cel mai mare rol în efectul de seră al atmosferei Pământului?

10) oxigen

11) dioxid de carbon

12) vapori de apă

Răspuns corect: 4

Sarcina 17

Care dintre următoarele afirmații corespunde curbei din figura 1(b)?

A. Radiația vizibilă, corespunzătoare maximului spectrului solar, trece prin atmosferă aproape nestingherită.

B. Radiația infraroșie cu o lungime de undă care depășește 10 microni practic nu trece dincolo de atmosfera Pământului.

5) doar A

6) numai B

8) nici A, nici B

Răspuns corect: 3

Sarcina 18

Datorită efectului de seră

1) pe vreme rece și înnorată, îmbrăcămintea de lână protejează corpul uman de hipotermie

2) ceaiul într-un termos rămâne fierbinte mult timp

3) razele soarelui care trec prin geamurile de sticlă încălzesc aerul din cameră

4) într-o zi însorită de vară, temperatura apei din rezervoare este mai mică decât temperatura nisipului de pe mal

Răspuns corect: 3

Auzul uman

Cel mai scăzut ton perceput de o persoană cu auz normal are o frecvență de aproximativ 20 Hz. Limita superioară a percepției auditive variază foarte mult între indivizi. Vârsta are o importanță deosebită aici. La vârsta de optsprezece ani, cu un auz perfect, puteți auzi sunet de până la 20 kHz, dar în medie limitele audibilității pentru orice vârstă se află în intervalul 18 - 16 kHz. Odată cu vârsta, sensibilitatea urechii umane la sunetele de înaltă frecvență scade treptat. Figura prezintă un grafic al nivelului de percepție a sunetului în funcție de frecvență pentru persoane de diferite vârste.

Durere" href="/text/category/boleznennostmz/" rel="bookmark">reacții dureroase. Zgomotul de transport sau industrial are un efect deprimant asupra unei persoane - obosește, irită, interferează cu concentrarea. De îndată ce un astfel de zgomot încetează, o persoană experimentează un sentiment de ușurare și pace.

Un nivel de zgomot de 20-30 decibeli (dB) este practic inofensiv pentru oameni. Acesta este un zgomot natural de fond, fără de care viața umană este imposibilă. Pentru „sunete puternice” limita maximă admisă este de aproximativ 80–90 decibeli. Un sunet de 120–130 de decibeli provoacă deja durere unei persoane, iar la 150 decibeli devine insuportabil pentru el. Efectul zgomotului asupra corpului depinde de vârstă, sensibilitatea auzului și durata acțiunii.

Perioadele lungi de expunere continuă la zgomot de mare intensitate sunt cele mai dăunătoare pentru auz. După expunerea la zgomot puternic, pragul normal al percepției auditive crește considerabil, adică cel mai scăzut nivel (zgomot) la care o anumită persoană poate încă auzi un sunet cu o anumită frecvență. Măsurătorile pragurilor de percepție auditivă se efectuează în încăperi special echipate cu un nivel foarte scăzut de zgomot ambiental, folosind semnale sonore prin căști. Această tehnică se numește audiometrie; vă permite să obțineți o curbă a sensibilității auditive individuale sau audiogramă. De obicei, audiogramele arată abateri de la sensibilitatea normală a auzului (vezi figura).

0 " style="margin-left:-2.25pt;border-collapse:collapse">

Sursa de zgomot

Nivel de zgomot (dB)

A. aspirator functional

B. zgomot în vagonul de metrou

ÎN. orchestra de muzică pop

G. auto

D.șoptește la o distanță de 1 m

8) B, B, D și A

Răspuns corect: 1

Astronomul grec Claudius Ptolemeu (c. 130 d.Hr.) este autorul unei cărți remarcabile care a servit drept manual principal de astronomie timp de aproape 15 secole. Cu toate acestea, pe lângă manualul de astronomie, Ptolemeu a scris și cartea „Optică”, în care a conturat teoria viziunii, teoria oglinzilor plate și sferice și studiul fenomenului refracției luminii. Ptolemeu a întâlnit fenomenul refracției luminii în timp ce observa stelele. El a observat că o rază de lumină, care trece de la un mediu la altul, „se rupe”. Prin urmare, o rază de stea, care trece prin atmosfera pământului, ajunge la suprafața pământului nu în linie dreaptă, ci de-a lungul unei linii curbe, adică are loc refracția. Curbura fasciculului apare datorită faptului că densitatea aerului se modifică odată cu altitudinea.

Pentru a studia legea refracției, Ptolemeu a efectuat următorul experiment. A luat un cerc și a fixat riglele l1 și l2 pe axă, astfel încât să se poată roti liber în jurul lui (vezi figura). Ptolemeu a scufundat acest cerc în apă până la diametrul AB și, întorcând rigla inferioară, s-a asigurat că riglele stau pe aceeași linie dreaptă pentru ochi (dacă privești de-a lungul riglei superioare). După aceasta, a scos cercul din apă și a comparat unghiurile de incidență α și de refracție β. A măsurat unghiuri cu o precizie de 0,5°. Numerele obținute de Ptolemeu sunt prezentate în tabel.

Datorită refracției luminii într-o atmosferă calmă, poziția aparentă a stelelor pe cer în raport cu orizont

1) mai mare decât poziţia reală

2) sub poziția actuală

3) deplasat într-o parte sau alta vertical în raport cu poziția actuală

4) se potrivește cu poziția actuală

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Într-o atmosferă calmă, se observă poziția stelelor care nu sunt perpendiculare pe suprafața Pământului în punctul în care se află observatorul. Care este poziția aparentă a stelelor - deasupra sau sub poziția lor reală față de orizont? Explică-ți răspunsul.

Sfârșitul formularului

Începutul formei

În text, refracția se referă la fenomen

1) modificări ale direcției de propagare a unui fascicul de lumină datorită reflexiei la limita atmosferei

2) modificări ale direcției de propagare a unui fascicul de lumină datorită refracției în atmosfera Pământului

3) absorbția luminii pe măsură ce aceasta se propagă prin atmosfera Pământului

4) îndoirea unui fascicul de lumină în jurul obstacolelor și, prin urmare, abaterea de la propagarea rectilinie

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Care dintre următoarele concluzii contrazice Experimentele lui Ptolemeu?

1) unghiul de refracție este mai mic decât unghiul de incidență atunci când fasciculul trece din aer în apă

2) Pe măsură ce unghiul de incidență crește, unghiul de refracție crește liniar

3) raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție nu se modifică

4) sinusul unghiului de refracție depinde liniar de sinusul unghiului de incidență

Sfârșitul formularului

Fotoluminiscență

Unele substanțe în sine încep să strălucească atunci când sunt iluminate de radiații electromagnetice. Această strălucire, sau luminiscență, are o caracteristică importantă: lumina luminiscentă are o compoziție spectrală diferită de lumina care a provocat strălucirea. Observațiile arată că lumina de luminescență are o lungime de undă mai mare decât lumina excitantă. De exemplu, dacă un fascicul de lumină violetă este îndreptat către un con care conține o soluție de fluoresceină, lichidul iluminat începe să luminesce puternic cu lumină verde-gălbuie.

Unele corpuri își păstrează capacitatea de a străluci pentru un timp după ce iluminarea lor a încetat. Această strălucire ulterioară poate avea durate diferite: de la o fracțiune de secundă la multe ore. Se obișnuiește să se numească o strălucire care se oprește cu fluorescența iluminării, iar o strălucire care are o durată notabilă este fosforescența.

Pulberile cristaline fosforescente sunt folosite pentru a acoperi ecranele speciale care își păstrează strălucirea timp de două până la trei minute după iluminare. Astfel de ecrane strălucesc și atunci când sunt expuse la raze X.

Pulberile fosforescente au găsit o utilizare foarte importantă în fabricarea lămpilor fluorescente. În lămpile cu descărcare în gaz umplute cu vapori de mercur, radiația ultravioletă apare atunci când trece un curent electric. Fizicianul sovietic S.I. Vavilov a propus acoperirea suprafeței interioare a unor astfel de lămpi cu o compoziție fosforescentă special pregătită, care produce lumină vizibilă atunci când este iradiată cu lumină ultravioletă. Prin selectarea compoziției substanței fosforescente, se poate obține compoziția spectrală a luminii emise cât mai aproape de compoziția spectrală a luminii de zi.

Fenomenul de luminescență se caracterizează printr-o sensibilitate extrem de ridicată: uneori 10 – 10 g dintr-o substanță luminoasă, de exemplu într-o soluție, sunt suficiente pentru a detecta această substanță prin strălucirea sa caracteristică. Această proprietate stă la baza analizei luminiscente, care face posibilă detectarea impurităților neglijabile și evaluarea contaminanților sau proceselor care duc la modificări ale substanței originale.

Țesuturile umane conțin un număr mare de fluorofori naturali diferiți, care au regiuni spectrale de fluorescență diferite. Figura prezintă spectrele de emisie ale principalelor fluorofore ale țesuturilor biologice și scara undelor electromagnetice.

Conform datelor prezentate, piroxidina strălucește

1) lumină roșie

2) lumină galbenă

3) lumina verde

4) lumină violetă

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Două cristale identice, care au proprietatea de fosforescent în partea galbenă a spectrului, au fost iluminate preliminar: primul cu raze roșii, al doilea cu raze albastre. Pentru care dintre cristale poate fi observată strălucirea? Explică-ți răspunsul.

Sfârșitul formularului

Începutul formei

La examinarea produselor alimentare, metoda luminiscentă poate fi utilizată pentru a identifica deteriorarea și falsificarea produselor.
Tabelul prezintă indicatorii de luminiscență ai grăsimilor.

Culoarea luminiscenței untului s-a schimbat de la galben-verde la albastru. Aceasta înseamnă că este posibil să fi fost adăugat untul

1) doar margarina cremoasa

2) doar margarină „Extra”.

3) numai untură de legume

4) oricare dintre următoarele grăsimi

Sfârșitul formularului

Albedo al Pământului

Albedo depinde de mulți factori: prezența și starea norilor, modificările ghețarilor, perioada anului și, în consecință, precipitațiile.

În anii 90 ai secolului XX, rolul semnificativ al aerosolilor – „nori” de particule minuscule solide și lichide din atmosferă – a devenit evident. Când combustibilul este ars, sulf gazos și oxizi de azot sunt eliberați în aer; Combinându-se în atmosferă cu picăturile de apă, ele formează acizi sulfuric, azotic și amoniac, care apoi se transformă în aerosoli de sulfat și azotat. Aerosolii nu reflectă doar lumina soarelui, împiedicând-o să ajungă la suprafața Pământului. Particulele de aerosoli servesc ca nuclee de condensare pentru umiditatea atmosferică în timpul formării norilor și, prin urmare, contribuie la creșterea tulburării. Și aceasta, la rândul său, reduce fluxul de căldură solară către suprafața pământului.

Care afirmații sunt adevărate?

A. Aerosolii reflectă lumina soarelui și, prin urmare, ajută la reducerea albedo-ului Pământului.

B. Erupțiile vulcanice cresc albedoul Pământului.

1) doar A

2) doar B

3) si a si B

4) Nici a, nici b

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Tabelul prezintă câteva caracteristici pentru planetele sistemului solar - Venus și Marte. Se știe că albedo-ul lui Venus A 1= 0,76 și albedo-ul lui Marte A 2= 0,15. Care dintre caracteristici au influențat în principal diferența de albedo al planetelor?

1) A 2) B 3) ÎN 4) G

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Crește sau scade albedoul Pământului în timpul erupțiilor vulcanice? Explică-ți răspunsul.

Sfârșitul formularului

Începutul formei

La suprafață se referă albedo

1) fluxul total de raze solare incidente pe suprafața Pământului

2) raportul dintre fluxul de energie de radiație reflectată și fluxul de radiație absorbit

3) raportul dintre fluxul de energie de radiație reflectată și fluxul de radiație incidentă

4) diferența dintre energia radiației incidente și reflectată

Sfârșitul formularului

Studiul spectrelor

Toate corpurile încălzite emit unde electromagnetice. Pentru a studia experimental dependența intensității radiației de lungimea de undă, este necesar:

1) descompune radiația într-un spectru;

2) măsurați distribuția energiei în spectru.

Dispozitivele spectrale – spectrografele – sunt folosite pentru obținerea și studierea spectrelor. Diagrama spectrografului cu prismă este prezentată în figură. Radiația studiată intră mai întâi într-un tub, la un capăt al căruia se află un ecran cu o fantă îngustă, iar la celălalt - o lentilă de colectare L 1 . Fanta se află în punctul focal al lentilei. Prin urmare, un fascicul de lumină divergent incident pe lentilă din fantă iese din acesta ca un fascicul paralel și cade pe prismă R.

Deoarece frecvențe diferite corespund indicilor de refracție diferiți, din prismă ies fascicule paralele de diferite culori, dar nu coincid în direcție. Cad pe lentilă L 2. La distanța focală a acestui obiectiv se află un ecran, sticlă șlefuită sau placă fotografică. Obiectiv L 2 focalizează fascicule paralele de raze pe ecran și, în loc de o singură imagine a fantei, se obține o serie întreagă de imagini. Fiecare frecvență (mai precis, un interval spectral îngust) are propria imagine sub forma unei dungi colorate. Toate aceste imagini împreună
și formează un spectru.

Energia radiațiilor determină încălzirea corpului, așa că este suficient să măsurați temperatura corpului și să o folosiți pentru a evalua cantitatea de energie absorbită pe unitatea de timp. Ca element sensibil, puteți lua o placă metalică subțire acoperită cu un strat subțire de funingine și, prin încălzirea plăcii, puteți judeca energia radiației într-o anumită parte a spectrului.

Descompunerea luminii într-un spectru în aparatul prezentat în figură se bazează pe

1) fenomen de dispersie a luminii

2) fenomen de reflexie a luminii

3) fenomen de absorbție a luminii

4) proprietățile unei lentile subțiri

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Într-un dispozitiv spectrograf cu prismă, lentila L 2 (vezi figura) este folosit pentru

1) descompunerea luminii în spectru

2) focalizarea razelor de o anumită frecvență într-o bandă îngustă de pe ecran

3) determinarea intensității radiațiilor în diferite părți ale spectrului

4) transformând un fascicul de lumină divergent în raze paralele

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Este necesar să acoperiți placa metalică a unui termometru folosit într-un spectrograf cu un strat de funingine? Explică-ți răspunsul.

Sfârșitul formularului

Începutul formei

Influența atmosferei

Explicație științifică

Planete și stele: care este diferența?

Știința Stelelor

Atmosferă și lumina stelelor

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Ce sunt razele catodice?

Sarcina 17

Sarcina 18

Razele catodice (vezi figura) vor atinge punctul G cu condiția ca între plăcile condensatorului CD

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Sarcina 16

Sarcina 17

Sarcina 18

Citeste si