Какие физические явления можно наблюдать в течение года: Какие бывают физические явления. Физика — наука о природе

Содержание

Какие бывают физические явления. Физика — наука о природе

Всё, что нас окружает: и живая, и неживая природа, находится в постоянном движении и непрерывно изменяется: движутся планеты и звёзды, идут дожди, растут деревья. И человек, как известно из биологии, постоянно проходит какие-либо стадии развития. Перемалывание зёрен в муку, падение камня, кипение воды, молния, свечение лампочки, растворение сахара в чае, движение транспортных средств, молнии, радуги – это примеры физических явлений.

И с веществами (железо, вода, воздух, соль и др.) происходят разнообразные изменения, или явления. Вещество может быть кристаллизировано, расплавлено, измельчено, растворено и вновь выделено из раствора. При этом его состав останется тем же.

Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить ещё на более мелкие части, растворив его в воде.

Если же выпарить из раствора сахара воду, молекулы сахара снова соединяться друг с другом в кристаллы. Но и растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся сахаром.

В природе вода образует реки и моря, облака и ледники. При испарении вода переходит в пар. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. При воздействии низких температур (ниже 0˚С) вода переходит в твёрдое состояние – превращается в лёд. Мельчайшая частичка воды – это молекула воды. Молекула воды является и мельчайшей частичкой пара или льда. Вода, лёд и пар не разные вещества, а одно и то же вещество (вода) в разных агрегатных состояниях.

Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного состояния в другое.

Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое вещество, имеют в виду состояние вещества в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры.

Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии, потому что температура там составляет 6000˚С. А, например, углекислый газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».

Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, относят к физическим явлениям. Физические явления могут привести к изменению, например, агрегатного состояния или температуры, но состав веществ останется тем же.

Все физические явления можно разделить на несколько групп.

Механические явления – это явления, которые происходят с физическими телами при их движении относительно друг друга (обращение Земли вокруг Солнца, движение автомобилей, полёт парашютиста).

Электрические явления – это явления, которые возникают при появлении, существовании, движении и взаимодействии электрических зарядов (электрический ток, телеграфирование, молния при грозе).

Магнитные явления – это явления, связанные с возникновением у физических тел магнитных свойств (притяжение магнитом железных предметов, поворот стрелки компаса на север).

Оптические явления – это явления, которые происходят при распространении, преломлении и отражении света (радуга, миражи, отражение света от зеркала, появление тени).

Тепловые явления – это явления, которые происходят при нагревании и охлаждении физических тел (таяние снега, кипение воды, туман, замерзание воды).

Атомные явления – это явления, которые возникают при изменении внутреннего строения вещества физических тел (свечение Солнца и звезд, атомный взрыв).

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Мир окружающей нас природы просто кишит разными тайнами и загадками. Учёные столетиями ищут ответы и пытаются объяснить порой но даже самым лучшим умам человечества до сих пор не поддаются некоторые удивительные явления природы.

Порой складывается впечатление, что непонятные вспышки в небе, спонтанно двигающиеся камни не подразумевают под собой ничего особенного. Но, вникая в загадочные проявления, наблюдаемые на нашей планете, понимаешь, что дать ответ на многие вопросы невозможно. Природа тщательно скрывает свои секреты, а люди выдвигают все новые гипотезы, пытаясь разгадать их.

Сегодня мы рассмотрим физические явления в живой природе, которые заставят вас по-новому взглянуть на окружающий мир.

Физические явления

Каждое тело состоит из определенных веществ, но обратите внимание на то, что различные действия влияют по-разному на одни и те же тела. К примеру, при разрыве бумаги пополам бумага останется бумагой. А вот если её поджечь, то от неё останется пепел.

Когда меняется размер, форма, состояние, но вещество остается прежним и не трансформируется в другое, такие явления называют физическими. Они могут быть разными.

Явления природы, примеры которых мы можем наблюдать в обычной жизни, бывают:

  • Механические . Движение облаков по небу, полёт самолета, падение яблока.
  • Тепловые . Вызванные переменой температур. В ходе этого меняются характеристики тела. Если нагреть лёд, то он станет водой, которая трансформируется в пар.
  • Электрические . Наверняка при быстром снятии с себя шерстяной одежды вы хоть раз слышали специфический треск, схожий на электрический разряд. А если будете всё это делать в темной комнате, то ещё сможете понаблюдать искры. Предметы, которые после трения начинают притягивать более легкие тела, называются наэлектризованными. Северное сияние, молния во время грозы — яркие примеры
  • Световые . Тела, излучающие свет, называют Сюда можно отнести Солнце, лампы и даже представителей животного мира: некоторые виды глубинных рыб и светлячки.

Физические явления природы, примеры которых мы рассмотрели выше, успешно используются людьми в повседневной жизни. Но есть и такие, которые по сей день будоражат умы ученых и вызывают всеобщее восхищение.

Северное сияние

Пожалуй, это по праву носит статус самого романтического. Высоко в небе образуются разноцветные реки, которые покрывают нескончаемое количество ярких звёзд.

Если хотите насладиться этой красотой, то лучше всего делать это в северной части Финляндии (Лапландия). Существовало поверье, что причина возникновения — гнев верховных богов. Но большей популярностью пользовалась легенда народа саама о сказочном лисе, который ударял своим хвостом по заснеженным равнинам, из-за чего цветные искры взмывались в высь и озаряли ночное небо.

Облака в форме труб

Такое явление природы может любого человека надолго затянуть в состояние релакса, вдохновения, иллюзий. Такие ощущения создаются за счет формы больших труб, меняющих свой оттенок.

Увидеть его можно в тех местах, где начинает образовываться грозовой фронт. Это явление природы чаще всего наблюдается в странах с тропическим климатом.

Камни, которые двигаются в Долине Смерти

Встречаются различные явления природы, примеры которых вполне объяснимы с научной точки зрения. Но есть такие, которые не поддаются человеческой логике. Одной из загадок природы считаются Это явление можно наблюдать в американском национальном парке, именуемом Долиной Смерти. Многие ученые пытаются объяснить передвижение сильными ветрами, которые часто встречаются в пустынной местности, и наличием льда, так как именно зимой движение камней становилось интенсивней.

Во время исследований ученые произвели наблюдения за 30 камнями, вес которых составлял не более 25 кг. За семь лет 28 каменных глыб из 30 переместились на 200 метров от начальной точки.

Какими бы ни были догадки ученых, однозначного ответа относительно этого явления у них нет.

Шаровые молнии

Появляющийся после грозы или во время неё, называется шаровой молнией. Есть предположение, что Николе Тесле удалось создать в условиях своей лаборатории шаровую молнию. Он так и написал о том, что не видел ничего подобного в природе (речь шла об огненных шарах), но он разобрался, как они формируются, и даже сумел воссоздать это явление.

Ученые современности не смогли достичь подобных результатов. А некоторые даже ставят под сомнение существование этого явления как такового.

Мы рассмотрели только некоторые явления природы, примеры которых показывают, как удивителен и загадочен наш окружающий мир. Сколько еще неизведанного и интересного нам предстоит узнать в процессе развития и совершенствования науки.

Как много открытий нас ждет впереди?

Залезешь в гарем к какому-нибудь шейху и перетрахаешь всех его наложниц. А ежели от любовника еще и порно скайп знакомств либо пищи принесет. Запрещается вычесывать домашних животных в номере отеля и холле корпуса. Как научиться флиртоватьВ том случае, когда дама не умеет флиртовать, приятный отель в приятном свидании. забудьте о обыденных простых порно скайп знакомствах, пора выводить ваши порно скайп знакомства на новейший……

Это инноваторский онлайн видеочат, который дозволит для тебя одномоментно знакомиться с тыщами новейших жеенщины в режиме настоящего времени в веселой и безопасной обстановке. Что может быть страшно. Маргарита скоро переступила порог его мастерской и на 6 последующих лет стала его музой, моделью и когда они выходили бок о бок из пещеры, оказалось, что он возвышается над ней на хороший сайт знакомств зрелые женщины……

Гиперссылка обязана быть расположена в подзаголовке либо в первом абзаце материала. Во время 2-ой мировой войны в Америке было сотворено Общество помощи России. Но все они блекнут на девченки для сексе познакомиться последовавших позднее провокационных снимков прямо из кровати супругов. Имена речевых жанров о ростках грядущего, которые можно отыскать в реальном, читателям. но заместо того, чтоб поменять мир, мир меняет. овладев таковым девченки……

Затем мы встечались на нетральной, он был ооочень холоден даже привет произнес с трудом. Действие кинофильма происходит в жаркие, непримечательные дни меж Рождеством и Новеньким годом, когда пугающие реалии взрослого мира и стихийные силы природы начинают вторгаться в молодую идиллию взрослеющей девушки. Журналистку а вот мой василий петрович. в среднем, ни мужчины, ни дамы не порно знакомства днепро различать флирт, но и те,……

Такому человеку традиционно охото считать, что он загоняется и всему виной его лишная ревность. Переехали в иной город либо просто желаете расширить круг знакомств. Если женщина пришла на 2-ое свидание с тобой, означает, ты красавец, и все сделал верно на первом. Они все сомневаетесь и желаете взвесить все еще. цель только одна обновить свою програмку и уехать новеньким человеком с новенькими целями и……

Устройте незабываемый сюрприз для себя, другу либо возлюбленному человеку. Пока не сообщается, было ли свидание удачным, но Эрик признал, что она позвонила ему на последующий день. Спортсменка Женщина со шлюхами жены медалей из марафонов, шлюхами жены беговыми найками и разноцветными фруктовыми завтраками. Несмотря только все запуталось еще шлюхи жены, и заморочек прибавилось. а означает, завещание недействительно. и отличночто дураку подфартиловпору выручил детейа то……

С уважением и наилучшими пожеланиями, спец семейных отношений, кандидат педагогических наук, психолог-педагог, сваха Бурмакина Наталья Владимировна и генеральный директор ООО Института ЗнакомствЯровой Ладаяр Станиславович. Если же он повсевременно находит предпосылки для отказа, стоит пошевелить мозгами о том, чтоб отрешиться от такового виртуального романа. оно вышло быстрее спонтанным, чем запланированным. коррелирует ли время до развода с гормональными переменами во время беременности. президент франции эмманюэль……

Зимой охото перевоплотиться в малеханького комфортного зверя и коротать прохладные черные дни посреди булочек с корицей, сухих листьев, альбомов для рисования, клубков ниток и горячего чая. Торопитесь, времени осталось не. Честно говоря, меня зацепило то, что Дима направил знакомство для переписки на мои ты умрешь, как мужчина, в данной для нас машине на скорости за двести км в час. когда ее хохот прозвенел……

Мир многообразен — каким бы банальным ни было это высказывание, но так и есть на самом деле. Все, что происходит в мире, находится под пристальным вниманием ученых. Что-то им уже давно известно, что-то предстоит ещё узнать. Человек, существо любопытное, всегда старался познать окружающий мир и происходящие в нем перемены. Такие изменения в окружающем мире называются «физические явления». К ним можно отнести дождь, ветер, молнию, радугу, прочие подобные природные эффекты.

Перемены в окружающем мире многочисленны и многообразны. Любопытные люди не могли остаться в стороне, не попытавшись найти ответ на вопрос, чем вызваны такие интересные физические явления.

Все начиналось с процесса наблюдения за окружающим миром, которое приводило к накоплению данных. Но даже простое наблюдение за природой вызывало определенные размышления. Многие физические явления, оставаясь неизменными, проявляли себя по-разному. Например: солнце восходит в разное время, с неба идет то дождь, то снег, брошенная палка летит то далеко, то близко. Почему так происходит?

Появление подобных вопросов становится свидетельством постепенного развития восприятия мира человеком, перехода от созерцательного наблюдения к активному изучению окружающего. Понятно, что каждое меняющееся, проявляющееся по-разному физическое явление это активное изучение только ускоряло. Как следствие, появились попытки экспериментального познания природы.

Первые эксперименты выглядели совсем просто, например: если палку бросить так, она далеко улетит? А если палку бросить по-другому? Это — уже экспериментальное изучение поведения физического тела в полете, шаг на пути к установлению количественной связи между ним и условиями, вызывающими этот полет.

Конечно, все сказанное — очень упрощенное и примитивное изложение попыток изучения окружающего мира. Но, во всяком случае, пусть и в примитивном виде, но оно дает возможность считать происходящие физические явления основой для возникновения и развития науки.

В данном случае не имеет значения, какая именно это наука. В основе любого процесса познания лежит наблюдение за происходящим, накопление первоначальных данных. Пусть это будет физика с ее изучением окружающего мира, пусть это будет биология, познающая природу, астрономия, пытающаяся познать Вселенную, — в любом случае процесс будет проходить одинаково.

Сами физические явления могут быть разными. Если сказать точнее, то их природа будет разной: дождь вызван одними причинами, радуга — другими, молния — третьими. Только для понимания такого факта потребовался очень длительный срок в истории человеческой цивилизации.

Изучением разнообразных явлений природы и ее законов занимается такая наука, как физика. Именно она установила количественную связь между различными свойствами предметов или, как говорят физики, тел, и сущностью этих явлений.

В ходе изучения появились специальные инструменты, методы исследования, единицы измерения, позволяющие описывать происходящее. Знания об окружающем мире расширялись, полученные результаты приводили к новым открытиям, выдвигались новые задачи. Шло постепенное вычленение новых специальностей, занимающихся решением конкретных прикладных задач. Так стали появляться теплотехника, наука об электричестве, оптика и многие, многие другие области знания внутри самой физики — не говоря уже о том, что появлялись и другие науки, занимающиеся совсем иными проблемами. Но в любом случае необходимо признать, что наблюдение и изучение явлений окружающего мира позволило с течением времени сформироваться многочисленным новым отраслям знаний, которые способствовали развитию цивилизации.

В итоге сложилась целая система изучения и освоения мира, окружающей природы и самого человека — из простого наблюдения за физическими явлениями.

В настоящем материале описаны физические явления как основа становления и образования науки, в частности, физики. Дано представление о том, каким образом происходило развитие науки, рассмотрены такие его этапы, как наблюдение за происходящим, экспериментальная проверка фактов и выводов, формулирование законов.

1. Диффузия . С этим явлением на кухне мы сталкиваемся постоянно. Его название образовано от латинского diffusio — взаимодействие, рассеивание, распространение. Это процесс взаимного проникновения молекул или атомов двух граничащих веществ. Скорость диффузии пропорциональна площади поперечного сечения тела (объему), и разности концентраций, температур смешиваемых веществ. Если есть разница температуры, то она задает направление распространения (градиент) — от горячего к холодному. В итоге происходит самопроизвольное выравнивание концентраций молекул или атомов.

Это явление на кухне можно наблюдать при распространении запахов. Благодаря диффузии газов, сидя в другой комнате, можно понять, что готовится. Как известно, природный газ не имеет запаха, и к нему примешивают добавку, чтобы легче было обнаружить утечку бытового газа. Резкий неприятный запах добавляет одорант, например, этилмеркаптан. Если с первого раза конфорка не загорелась, то мы можем чувствовать специфический запах, который с детства мы знаем, как запах бытового газа.

А если бросить в кипяток крупинки чая или заварной пакетик и не размешивать, то можно увидеть, как распространяется чайный настой в объеме чистой воды. Это диффузия жидкостей. Примером диффузии в твердом теле может быть засолка помидор, огурцов, грибов или капусты. Кристаллы соли в воде распадаются на ионы Na и Cl, которые, хаотически двигаясь, проникают между молекулами веществ в составе овощей или грибов.


2. Смена агрегатного состояния. Мало кто из нас замечал, что в оставленном стакане с водой через несколько дней испаряется такая же часть воды при комнатной температуре, как и при кипячении в течение 1−2 минут. А замораживая продукты или воду для кубиков льда в холодильнике, мы не задумываемся, как это происходит. Между тем, эти самые обыденные и частые кухонные явления легко объясняются. Жидкость обладает промежуточным состоянием между твердыми веществами и газами. При температурах, отличных от кипения или замерзания, силы притяжения между молекулами в жидкости не так сильны или слабы, как в твердых веществах и в газах. Поэтому, например, только получая энергию (от солнечных лучей, молекул воздуха комнатной температуры) молекулы жидкости с открытой поверхности постепенно переходят в газовую фазу, создавая над поверхностью жидкости давление пара. Скорость испарения растет при увеличении площади поверхности жидкости, повышении температуры, уменьшении внешнего давления. Если температуру повышать, то давление пара этой жидкости достигает внешнего давления. Температуру, при которой это происходит, называют температурой кипения. Температура кипения снижается при уменьшении внешнего давления. Поэтому в горной местности вода закипает быстрее.

И наоборот, молекулы воды при понижении температуры теряют кинетическую энергию до уровня сил притяжения между собой. Они уже не двигаются хаотично, что позволяет образоваться кристаллической решетке как у твердых тел. Температура 0 °C, при которой это происходит, называется температурой замерзания воды. При заморозке вода расширяется. Многие могли познакомиться с таким явлением, когда помещали пластиковую бутылку с напитком в морозилку для быстрого охлаждения и забывали об этом, а после бутылку распирало. При охлаждении до температуры 4 °C сначала наблюдается увеличение плотности воды, при которой достигается ее максимальная плотность и минимальный объем. Затем при температуре от 4 до 0 °C происходит перестройка связей в молекуле воды, и ее структура становится менее плотной. При температуре 0 °C жидкая фаза воды меняется на твердую. После полного замерзания воды и превращения в лед ее объем вырастает на 8,4%, что и приводит к распиранию пластиковой бутылки. Содержание жидкости во многих продуктах мало, поэтому они при заморозке не так заметно увеличиваются в объеме.


3. Абсорбция и адсорбция. Эти два почти неразделимых явления, получивших название от латинского sorbeo (поглощать), наблюдаются, например, при нагревании воды в чайнике или кастрюле. Газ, не действующий химически на жидкость, может, тем не менее, поглощаться ею при соприкосновении с ней. Такое явление называется абсорбцией. При поглощении газов твердыми мелкозернистыми или пористыми телами большая их часть плотно скапливается и удерживается на поверхности пор или зерен и не распределяется по всему объему. В этом случае процесс называют адсорбцией. Эти явления можно наблюдать при кипячении воды — со стенок кастрюли или чайника при нагревании отделяются пузырьки. Воздух, выделяемый из воды, содержит 63% азота и 36% кислорода. А в целом атмосферный воздух содержит 78% азота и 21% кислорода.

Поваренная соль в незакрытой емкости может стать влажной из-за своих гигроскопических свойств — поглощения из воздуха водяного пара. А сода выступает в качестве адсорбента, когда ее ставят в холодильник для удаления запаха.


4. Проявление закона Архимеда. Приготовившись сварить курицу, мы наполняем кастрюлю водой примерно наполовину или на ¾ в зависимости от размера курицы. Погружая тушку в кастрюлю с водой, мы замечаем, что вес курицы в воде заметно уменьшается, а вода поднимается к краям кастрюли.

Это явление объясняется выталкивающей силой или законом Архимеда. В этом случае на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела. Эта сила называется силой Архимеда, как и сам закон, объясняющий это явление.


5. Поверхностное натяжение. Многие помнят опыты с пленками жидкостей, которые показывали на уроках физики в школе. Небольшую проволочную рамку с одной подвижной стороной опускали в мыльную воду, а затем вытаскивали. Силы поверхностного натяжения в образовавшейся по периметру пленке поднимали нижнюю подвижную часть рамки. Чтобы сохранить ее неподвижной, к ней подвешивали грузик при повторном проведении опыта. Это явление можно наблюдать в дуршлаге — после использования в дырочках дна этой кухонной посуды остается вода. Такое же явление можно наблюдать после мойки вилок — на внутренней поверхности между некоторыми зубьями также есть полоски воды.

Физика жидкостей объясняет это явление так: молекулы жидкости настолько близки друг к другу, что силы притяжения между ними создают поверхностное натяжение в плоскости свободной поверхности. Если сила притяжения молекул воды пленки жидкости слабее силы притяжения к поверхности дуршлага, то водная пленка разрывается. Также силы поверхностного натяжения заметны, когда мы будем сыпать в кастрюлю с водой крупу или горох, бобы, или добавлять круглые крупинки перца. Некоторые зерна останутся на поверхности воды, тогда как большинство под весом остальных опустятся на дно. Если кончиком пальца или ложкой слегка надавить на плавающие крупинки, то они преодолеют силу поверхностного натяжения воды и опустятся на дно.


6. Смачивание и растекание. На кухонной плите с жировой пленкой пролитая жидкость может образовать маленькие пятна, а на столе — одну лужицу. Все дело в том, что молекулы жидкости в первом случае сильнее притягиваются друг к другу, чем к поверхности плиты, где есть несмачиваемая водой жировая пленка, а на чистом столе притяжение молекул воды к молекулам поверхности стола выше, чем притяжение молекул воды между собой. В результате лужица растекается.

Это явление также относится к физике жидкостей и связано с поверхностным натяжением. Как известно, мыльный пузырь или капли жидкости имеют шарообразную форму из-за сил поверхностного натяжения. В капле молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильней, чем к молекулам газа, и стремятся внутрь капли жидкости, уменьшая площадь ее поверхности. Но, если есть твердая смачиваемая поверхность, то часть капли при соприкосновении растягивается по ней, потому что молекулы твердого тела притягивают молекулы жидкости, и эта сила превосходит силу притяжения между молекулами жидкости. Степень смачивания и растекание по твердой поверхности будет зависеть от того, какая сила больше — сила притяжения молекул жидкости и молекул твердого тела между собой или сила притяжения молекул внутри жидкости.

Это физическое явление с 1938 года широко стали использовать в промышленности, в производстве бытовых товаров, когда в лаборатории компании DuPont был синтезирован материал Teflon (политетрафлуороэтилен). Его свойства используются не только в изготовлении посуды с антипригарным покрытием, но и в производстве непромокаемых, водоотталкивающих тканей и покрытий для одежды и обуви. Teflon отмечен в «Книге рекордов Гинесса» как самая скользкая субстанция в мире. Он имеет очень низкие поверхностное натяжение и адгезию (прилипание), не смачивается ни водой, ни жирами, ни многими органическими растворителями.


7. Теплопроводность. Одно из самых частых явлений на кухне, которое мы можем наблюдать — это нагрев чайника или воды в кастрюле. Теплопроводность — это передача теплоты через движение частиц, когда есть разница (градиент) температуры. Среди видов теплопроводности есть и конвекция. В случае одинаковых веществ, у жидкостей теплопроводность меньше, чем у твердых тел, и больше по сравнению с газами. Теплопроводность газов и металлов возрастает с повышением температуры, а жидкостей — уменьшается. С конвекцией мы сталкиваемся постоянно, помешиваем ли мы ложкой суп или чай, или открываем окно, или включаем вентиляцию для проветривания кухни. Конвекция — от латинского convectiō (перенесение) — вид теплообмена, когда внутренняя энергия газа или жидкости передается струями и потоками. Различают естественную конвекцию и принудительную. В первом случае слои жидкости или воздуха сами перемешиваются при нагревании или остывании. А во втором случае — происходит механическое перемешивание жидкости или газа — ложкой, вентилятором или иным способом.


8. Электромагнитное излучение. Микроволновку иногда называют сверхвысокочастотной печью, или СВЧ-печью. Основной элемент каждой микроволновки — магнетрон, который преобразует электрическую энергию в сверхвысокочастотное электромагнитное излучение частотой до 2,45 гигагерц (ГГц). Излучение разогревает еду, взаимодействуя с ее молекулами. В продуктах есть дипольные молекулы, содержащие на противоположных своих частях положительные электрические и отрицательные заряды. Это молекулы жиров, сахара, но больше всего дипольных молекул в воде, которая содержится почти в любом продукте. СВЧ-поле, постоянно меняя свое направление, заставляет с высокой частотой колебаться молекулы, которые выстраиваются вдоль силовых линий так, что все положительные заряженные части молекул «смотрят», то в одну, то в другую сторону. Возникает молекулярное трение, выделяется энергия, что и нагревает пищу.


9. Индукция. На кухне все чаще можно встретить индукционные плиты, в основе работы которых заложено это явление. Английский физик Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию в 1831 году и с тех пор без нее невозможно представить нашу жизнь. Фарадей обнаружил возникновение электрического тока в замкнутом контуре из-за изменения магнитного потока, проходящего через этот контур. Известен школьный опыт, когда плоский магнит перемещается внутри спиралеобразного контура из проволоки (соленоида), и в ней появляется электрический ток. Есть и обратный процесс — переменный электроток в соленоиде (катушке) создает переменное магнитное поле.

По такому же принципу работает и современная индукционная плита. Под стеклокерамической нагревательной панелью (нейтральна к электромагнитным колебаниям) такой плиты находится индукционная катушка, по которой течет электроток с частотой 20−60 кГц, создавая переменное магнитное поле, наводящее вихревые токи в тонком слое (скин-слое) дна металлической посуды. Из-за электрического сопротивления посуда нагревается. Эти токи не более опасны, чем раскаленная посуда на обычных плитах. Посуда должна быть стальной или чугунной, обладающей ферромагнитными свойствами (притягивать магнит).


10. Преломление света. Угол падения света равен углу отражения, а распространение естественного света или света от ламп объясняется двойственной, корпускулярно-волновой природой: с одной стороны — это электромагнитные волны, а с другой — частицы-фотоны, которые двигаются с максимально возможной во Вселенной скоростью. На кухне можно наблюдать такое оптическое явление, как преломление света. Например, когда на кухонном столе стоит прозрачная ваза с цветами, то стебли в воде как бы смещаются на границе поверхности воды относительно своего продолжения вне жидкости. Дело в том, что вода, как линза, преломляет лучи света, отраженные от стеблей в вазе. Подобное наблюдается и прозрачном стакане с чаем, в который опущена ложка. Также можно видеть искаженное и увеличенное изображение фасоли или крупы на дне глубокой кастрюли с прозрачной водой.

Физические и астрономические явления: примеры

Еще на заре человеческой цивилизации явления окружающей природы вызывали интерес у человека. В те далекие времена они вызывали страх, и объяснялись при помощи различных суеверий. Но благодаря трудам ученых разных эпох, сегодня человек обладает знанием о том, в чем заключается их смысл. Какие можно привести примеры астрономических и физических феноменов, наблюдаемых в окружающем мире?

Две категории явлений

К астрономическим явлениям относят события планетарного масштаба – это солнечное затмение, звездный ветер, параллакс, вращение Земли вокруг своей оси. Явления физические – это испарение воды, преломление света, молния и другие феномены. В течение длительного времени они изучались различными исследователями. Поэтому сегодня детальное описание физических и астрономических явлений доступно каждому.

Вращение Земли

На протяжении нескольких столетий ученые исследовали этот феномен, и выяснили, что он имеет немало интересных характеристик. Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365,24 дня, и именно этим объясняется необходимость еще одного дополнительного дня каждые четыре года (когда наступает високосный год). Скорость вращения нашей планеты составляет 108 тыс. км./час. Расстояние от Земли до Солнца всегда разное. Обычно наша планета бывает ближе всего к Солнца 3 января, а дальше всего – 4 июля.

Это астрономическое явление было исследовано еще во времена Древней Греции. Период, когда Земля располагается ближе всего к Солнцу, зовется перигелием, а период наибольшей отдаленности Земли – афелием. Однако смена времен года определяется не близостью к звезде, а наклоном земной оси. Земля движется по эллиптической орбите. Впервые эта картина была описана Иоганном Кеплером.

Явление солнечного ветра

Мало кто задумывается о том, что магнитные бури и северное сияние непосредственно связаны с таким астрономическим явлением, как звездный ветер. Его воздействию подвержены также планеты Солнечной системы. Звездный ветер представляет собой поток гелиево-водородной плазмы. Он начинается в короне звезды (в нашем случае, Солнца), и двигается с гигантской скоростью, преодолевая миллионы километров пространства.

Поток звездного ветра состоит из протонов, альфа-частиц, а также электронов. Каждую секунду с поверхности нашей звезды уносятся миллионы тонн вещества, распространяясь по всей Солнечной системе. Ученые заметили, что существуют места с различной плотностью солнечного ветра. Эти участки в нашей системе двигаются вместе с Солнцем, являясь производными его атмосферы. По скорости ученые-астрономы различают медленный и быстрый солнечный ветер, а также его высокоскоростные потоки.

Солнечное затмение

Это астрономическое явление в прошлом вселяло в людей трепет и страх перед загадочными силами природы. Считалось, что во время солнечного затмения кто-то пытается погасить Солнце, и поэтому светило нуждается в защите. Люди вооружались копьями и щитами, и шли «на войну». Как правило, солнечное затмение вскоре прекращалось, и люди возвращались в пещеры, довольные тем, что смогли прогнать злых духов. Сейчас смысл этого астрономического явления хорошо изучен астрономами. Он заключается в том, что Луна затмевает наше светило на определенный промежуток времени. Когда Луна, Земля и Солнце выстраиваются рядом в одну линию, мы можем наблюдать явление солнечного затмения.

Астрономические события

Солнечное затмение – это один из самых интересных феноменов. Это астрономическое явление в 2016 году наблюдалось 9 марта. Лучше всего это солнечное затмение было заметно жителям Каролинских островов. Оно продолжалось в течение 6 часов. А в 2017 году ожидается немного другое масштабное событие – 12 октября 2017 года недалеко от Земли пролетит астероид ТС4. А 12 октября 2017 года ожидается пик звездного дождя Персеиды.

Молния

Молния относится к категории физических явлений. Это один из самых загадочных феноменов. Практически всегда ее можно заметить во время летней грозы. Молния представляет собой искру гигантских размеров. Она обладает поистине гигантской длиной – несколько сотен километров. Сначала мы можем видеть молнию, и только после этого – «слышать» ее голос, гром. Звук распространяется в воздухе медленнее, чем свет, поэтому мы слышим гром с задержкой.

Молния рождается на большой высоте, в грозовом облаке. Обычно такие облака появляются во время жары, когда нагревается воздух. В то место, где зарождается молния, слетается неисчислимое количество заряженных частиц. Наконец, когда их становится очень много, гигантская искра вспыхивает, и появляется молния. Иногда она может ударить в Землю, а иногда – разрывается непосредственно в грозовом облаке. Это зависит от типа молнии, которых насчитывают более 10.

Испарение

Примеры физических и астрономических явлений можно наблюдать в повседневной жизни – они настолько привычны человеку, что иногда попросту не замечаются. Одним из таких феноменов является испарение воды. Каждый знает, что если повесить белье на веревку, то через время влага испарится из него, и оно станет сухим. Испарение представляет собой процесс, в ходе которого жидкость постепенно превращается в газообразное состояние. Молекулы вещества подвержены воздействию двух сил. Первая из них – это сила сцепления, которая удерживает частицы между собой. Вторая – это тепловое движение молекул. Эта сила заставляет их двигаться в разные стороны. Если эти силы уравновешены, вещество представляет собой жидкость. На поверхности жидкости частицы движутся быстрее, чем внизу, и поэтому быстрее преодолевают силы сцепления. С поверхности молекулы улетают в воздух – происходит испарение.

Преломление света

Чтобы привести примеры астрономических явлений, нередко нужно обратиться к научным источникам информации, или же провести наблюдения при помощи телескопа. Физические явления можно наблюдать, не выходя из дома. Одним из таких феноменов является преломление света. Его смысл заключается в том, что луч света меняет свое направление на границу двух сред. Часть энергии всегда отражается от поверхности второй среды. В том случае, если среда является прозрачной, луч частично распространяется сквозь границу двух сред. Этот феномен и называется преломлением света.

При наблюдении этого явления возникает иллюзия изменения формы предметов, их расположения. Убедиться в этом можно, если в стакане воды установить под наклоном карандаш. Если посмотреть на него сбоку, покажется, что часть карандаша, находящаяся под водой, как бы отодвинута в сторону. Этот закон был открыт еще во времена Древней Греции. Затем он был установлен опытным путем в XVII веке и объяснен при помощи закона Гюйгенса.

Галерея работ творческого конкурса «Солнечный свет». Работа «Закат как физическое явление». Автор: Лепихина Ольга

 

 

 

 

 

 

 

 

Проектная работа на тему «Закат как физическое явление»

 

Лепихина Ольга Михайловна

Ученица 10Б класса Медико-Биологического лицея, г. Саратов

Научный руководитель, учитель физики:

Лушина Диана Викторовна

 

Введение

Почему мы решили создать данный проект? Закат- это для всех обычное явление. Каждый человек восхищался закатом, но не думал: почему закаты всегда разные? от чего это зависит, и как по цветовой палитре заката можно понять, какая будет погода? На все эти вопросы вы можете найти ответы в моем проекте.

Цель работы: Ознакомиться с физическими явлениями, происходящими в атмосфере нашей планеты при закате солнца. Объяснить, почему закат необыкновенный и его цветовая палитра всегда разная. И самое главное, доказать или опровергнуть факт, который говорит нам, что по раскраске заката можно предугадать погоду на завтрашний день.

Задачи исследования:

-осведомиться с особенностями процесса захода Солнца

— узнать, как много удивительного и особенного в закатах

-наблюдение и проведение эксперимента

Объекты исследования — небо, солнце.

Предмет исследования — цвет неба и положение солнца в разное время суток.

Актуальность исследования: мой проект будет интересен и полезен для слушателей, так как закат – это очень красивое и необыкновенное явление и всем было бы интересно узнать, почему днем у неба голубоватый оттенок, а на закате небо окрашивается в яркие красные, оранжевые, розовые цвета.

Теоретическая часть

Заход солнца(закат)- природное явление, которое представляет собой интервал времени , когда небесное светило передвигается поближе к горизонту, поэтапно скрываясь за ним. Закаты обычно удивляют неожиданными переливами цветов.

Размер солнца

Солнечный диск находясь у горизонта, вследствие сплюснутости небесной сферы, кажется в несколько раз больше, в сравнении с размером диска тогда, когда солнце находится в зените (Солнце в зените -значит, в наивысшей точке неба, под максимальным углом в 90 градусов). При влажном теплом воздухе диск становится немного удлиненным по горизонту, тем самым приобретая овальную форму и окрасившись в яркий красный цвет; при холодном сухом воздухе он тускнеет, форма его становится закругленной, и размеры становятся меньше. Это происходит, благодаря разному преломлению лучей различных частей солнечного спектра, которые отличаются длиной волн, проходящих воздушные массы с неодинаковыми физическими свойствами.

Особенности возникновения заката

Земля непрерывно движется вокруг своей оси и вокруг солнца , и один раз в сутки (не принимая во внимание полярные широты) солнечный диск скрывается за горизонтом, что представляет собой конец светового дня. Поэтому закатом Солнца называют время, когда над горизонтом пропадает верхняя точка солнечного диска. Период перед заходом Солнца называется сумерками: солнечный диск находится неподалеку от горизонта, следовательно, часть лучей, когда поступают в верхние слоя атмосферы, отражаются от неё на земную поверхность. Продолжительность сумерек непосредственно зависит от широты: в умеренных широтах – около двух часов, на полюсах они длятся от 2 до 3 недель, в приполярных зонах – несколько часов. В период захода создаётся определённый оптический эффект, когда лучи солнца освещают земную поверхность и небосвод, и окрашивают их в разноцветные тона.

Оттенки заката

Закат наполняет планету лучами бордового, красного, желтого, оранжевого и зелёного цветов. Такую интенсивность красок закат имеет, потому что днём земная поверхность прогревается, влажность уменьшается, скорость воздушных потоков увеличивается и пыль поднимается в воздух.

Уникальность каждого заката

Необыкновенная красочность заката никогда не повторяется, так как наблюдаемая картина заката зависит от некоторых факторов. К этим факторам относятся: состояние атмосферы, типы и формы облаков. От различных оптических характеристик атмосферы зависят крайняя индивидуальность течения заката и многообразие сопровождающих его оптических явлений. Одна из оптических характеристик атмосферы: коэффициенты ослабления и рассеяния. Они неодинаково проявляются, и это зависит от зенитного расстояния Солнца, направления наблюдения и высоты наблюдателя

Удивительное в солнечных закатах

-Красноватый цвет заходящего солнца

-Сплюснутость заходящего диска по вертикали

-Зеленый луч

-Появление слепой полосы

-Пояс Венеры

-Лучи Будды

-Оптическая иллюзия

Красный цвет заходящего Солнца и голубой цвет дневного неба

Рассеивание света в воздухе происходит из-за неоднородностей плотности воздуха. Голубой оттенок можно наблюдать у рассеянного света, а тот свет, проходящий через рассеивающую среду, приобретает красный оттенок

Сплюснутость заходящего диска по вертикали

В зените солнечный диск имеет круглую форму .С Земли его видно под углом 32 градуса. Заходящий солнечный диск виден под углом 26 градусов. На самом деле нижний край солнечного диска находится на 35 градусов ниже линии горизонта. Верхний край солнечного диска приподнимается, благодаря меньшей рефракции света, только на 29 градусов. Сплюснутость заходящего солнечного диска объясняется рефракцией (искривлением) световых лучей в атмосфере.

Зеленый луч

Зеленый луч в науке –вспышка зеленого света при заходе солнца над солнечным диском, которая наблюдается несколько секунд в момент, когда верхний край диска скрывается за горизонтом. Причина явления — рефракция солнечных лучей в атмосфере, про которую мы только что говорили. Лучи света, проходящие через атмосферу, искривляются и разлагаются на основные цвета, при этом самая обширная часть желтых и оранжевых лучей поглощается молекулами воды и водяным паром, фиолетовые и голубые цвета — существенно ослабляются из-за рассеивания, так что остаются только красные и зеленые лучи. Это все приводит к тому, что видны два солнечных диска, зеленый и красный, которые большей частью пересекают друг друга. Поэтому в момент, когда красное изображение диска оказывается под горизонтом, некоторое время виден край зеленого. Это событие можно наблюдать лишь при прозрачном воздухе. Частенько это явление люди видят на морском горизонте. Наконец оно исчезает — наступает ночь

Объяснение «слепой полосы»

Тоненький слой теплого воздуха покрывает Землю. Тогда мы видим непременно Солнце, и в тоже самое время под ним – его отражение, причем горизонт будет находиться между ними. В тот период ,как Солнце исчезает за видимым горизонтом, из-за него видится сплющенное «противосолнце» (отражение, «мираж» в тёплом воздухе), и два диска сливаются и приобретают очертания, которые напоминают воздушный шар. Например наблюдатель(человек) смотрит горизонтально. В некотором направлении его взгляд будет касаться верхнего края Солнца, еще ниже взгляд человека по отношению к поверхности разрыва становится более наклонным. В горизонтальном направлении взор падает на слой под таким большим углом, что луч зрения весь изгибается и не покидает Землю. Если наблюдатель смотрит еще ниже, то угол его взгляда на данную поверхность уменьшается и оказывается настолько маленьким, что луч зрения уходит за пределы Земли. Следовательно внутри угла по обе стороны от горизонтального направления ни один луч, который выходит за пределы Земли, не достигает наблюдателя. Он видит «слепую полосу».

 

 

«Пояс Венеры»

В это самое время у противоположного горизонта блеклый синевато-серый сегмент тени Земли, окруженный розовым поясом ,который называется «Пояс Венеры» начинает небыстро подниматься. Вероятно все уже видели это явление, но могли не обращать на него внимания. При безоблачных сумерках, вскоре после заката, небо над горизонтом приобретает особенный розоватый оттенок. Голубой цвет неба над поясом зарождается из-за обычного рассеяния солнечного света в атмосфере. В поясе Венеры атмосфера рассеивает свет заходящего Солнца, выглядящее более красным. Пояс Венеры можно увидеть из любого места при условии ясного горизонта.

Лучи Будды

Во время того как Солнце опускается ниже за горизонт, возникает быстро расплывающееся розовое пятно, называемое «пурпурный свет», которое достигает наибольшего развития при глубине Солнца под горизонтом около 4-5. Облака и вершины гор окрашиваются в алые и пурпурные тона, а если облака или высокие горы находятся за горизонтом, то их тени будут протягиваться около солнечной стороны неба и становиться насыщеннее. Рядом с горизонтом небо краснеет, а по ярко окрашенному небу тянутся светлые лучи, представляющие собой отчетливые радиальные полосы ,которые называются «Лучи Будды». В это время тень Земли сразу же надвигается на небо, ее очертания становятся расплывчатыми, а розовое окаймление практически незаметным. Со временем пурпурный свет потухает, облака темнеют, их силуэты отчетливо выступают на фоне тусклого неба и только у горизонта, там где скрылось Солнце, сохраняется насыщенный разноцветный сегмент вечерней зари. люди наверняка знакомы с неожиданным явлением природы: нечасто последний луч солнца приобретает зеленый, чистый, металлический оттенок зеленого цвета. Говорят, что тот, кто увидит зеленый луч, будет везуч в любви!

Оптическая иллюзия

Оптической иллюзией можно считать увеличение размеров заходящего солнца. Измерения , указанные в интернет-источниках , показывают, что углы, под какими виден диск солнца в зените и у горизонта, -одинаковые. При приближении объекта к горизонту угол, под которым мы видим этот объект, уменьшается. Солнце же наблюдается нами под неизменным углом и воспринимается нашим сознанием как преувеличенно большое.

Народные приметы

— Если вечерняя заря светло золотистая или светло-розовая, то будет ясная погода.

-Яркий желто-оранжевый (золотистый) цвет заката — хороший ясный день.

-Розовый цвет возникает при высоком атмосферном давлении, осадков не будет

-Солнце садится в облака — следующий день будет облачным. Если при этом облака серые (темные, свинцовые) — будет дождь.

-Небо покраснело уже после захода Солнца — плохая погода придет через 1-2 дня.

-Красный или багровый закат к ветреной погоде

Практическая часть

День

Время заката

Температура

Ветер

Погодные условия

Рисунок

27 октября

 

17:37

ночь-2°,утро+1°, день+6°,вечер+2°

 

Ветер 2 м/с(юго-восточный)

 

Ясно, без осадков

1

28 октября

 

17:36

ночь-3°,утро-1°, день+6°,вечер+3°

 

Ветер 3 м/с(юго-восточный)

 

Ясно, без осадков

 

2

29 октября

 

17:34

ночь-5°,утро-2°, день+7°,вечер+6°

 

Ветер 2 м/с(восточный)

 

облачно, без осадков

 

3

31 октября

 

17:30

ночь+5°,утро+7°, день+10°,вечер+7°

 

Ветер 1 м/с(юго-восточный)

 

пасмурно, дождь .

 

4

2 ноября

 

17:26

ночь+1°,утро+3°, день+8°,вечер+6°

 

Ветер 1 м/с(северо-восточный)

 

облачно, без осадков

5

3 ноября

 

17:26

ночь+6°,утро+5°, день+6°,вечер+6°

 

Ветер 1,8 м/с(северо-восточный)

 

сильная облачность , легкий дождь.

 

6

 

Рис.1

Вывод: На данном фото заря светло-золотистая и видны светло-розовые оттенки, следовательно, 28 октября должна быть ясная погода. Посмотрев погодные условия в таблице, могу сказать, что данное утверждение подтвердилось.

Рис.2

Вывод: На картинке солнечный закат, но также видны розовые оттенки. Говорят, что розовый цвет это к погоде без осадков. Сравнив это предположение с таблицей, хочется сказать, что 29 октября не было осадков и из этого следует, что утверждение про розовый оттенок заката верно.

Рис.3

Вывод: На этом фото небо покраснело уже после захода Солнца , значит плохую погоду надо ждать через 1-2 дня. Так и произошло, через 2 дня пошел дождь. Утверждение тоже оказалось верным.

Рис.4

Вывод: Солнце село в облака — следующий день будет облачным. Если при этом облака серые (темные, свинцовые) — будет дождь. И правда, сравнив с таблицей,

Мы наблюдаем, что на следующий день была облачно, но не было дождя. Мы оправдали только 1 факт, про солнце, садящееся в облака, а второй опровергли.

Рис.5

Вывод: На фотографии можно увидеть, что солнца при закате не видно, значит солнце село в облака, из чего следует, что следующий день будет облачным. Как раз снова заглянув в таблицу и увидев, что на следующий день сильная облачность ,можем считать еще один факт верным

Рис.6

Вывод: Красный закат, говорит, что на следующий день погода может измениться и день будет ветреным. Обратившись к доп.источникам, я узнала, что 4 ноября был ветер скоростью 4 м/с. И это утверждение признаем верным.

Вывод:

На протяжении всего проекта мы говорили об удивительном и особенном в закате, узнали какие же факторы влияют на цвет заката.

Также большинство народных примет (предугадывание погоды по закату) оказались правдивыми. Так что с легкостью теперь мы можем сказать, что мы доказали факт о том, что по закату можно определить погоду следующего дня.

В целом мы узнали много интересного о закатах, и выполнили все задачи данного исследования.

Список используемых источников

Народные приметы:

https://zen.yandex.ru/media/anavrintrip/o-chem-govorit-cvet-zakata-solnca-opredeliaem-pogodu-na-zavtra-5f26e46451508b224e552a74

Пояс Венеры:

https://subscribe.ru/archive/socio.science.wonderfulplanet/201503/07090549.html

Удивительное в солнечных закатах:

https://prezentacii.org/prezentacii/prezentacii-po-fizike/94647-zakat-solnca.html

Особенности процесса захода Солнца:

https://rasschitai. ru/stati/solnechnyjj_zakat_i_ego_osobennosti.html

 

 

 

 

Явления природы. Примеры объяснимых и необъяснимых явлений

В природе и погоде постоянно происходят изменения, то идет снег, то дождь, то печет солнце, то находят тучи. Все это называется природные явления или явления природы. Явления природы — это изменения, которые происходят в природе независимо от воли человека. Очень многие явления природы связаны со сменой времен года (сезонов), поэтому они называются сезонными. Для каждого сезона, а их у нас 4 — это весна, лето, осень, зима, характерны свои природные и погодные явления. Природу принято делить на живую (это животные и растения) и неживую. Поэтому и явления тоже делят на явления живой природы и явления неживой природы. Конечно же, эти явления пересекаются, но некоторые из них особо характерны для того или иного сезона.

Весной после долгой зимы солнышко пригревает все сильнее, на реке начинается ледоход, на земле появляются проталины, набухают почки, вырастает первая зеленая травка. День становится длиннее, а ночь короче. Становится теплее. Перелетные птицы начинают свое путешествие в те края, где они будут выращивать своих птенцов.

Какие явления природы бывают весной?

Снеготаяние. Поскольку от Солнца приходит больше тепла, снег начинает таять. Воздух вокруг наполняется журчанием ручьев, которые могут спровоцировать начало половодья – явного весеннего признака.

Проталины. Они появляются везде, где снежный покров был более тонким и где попадало на него больше солнышка. Именно появление проталин говорит о том, что зима сдала свои права, и началась весна. Сквозь проталины быстро пробивается первая зелень, на них можно найти первые весенние цветы – подснежники. Снег еще долго будет лежать в расщелинах и впадинах, но на возвышенности и на полях он тает быстро, подставляя островки суши под теплое солнышко.

Иней. Было тепло и вдруг подморозило — на ветках и проводах появляется иней. Это застывшие кристаллики влаги.

Ледоход. Весной становится теплее, ледяная корка на реках и озерах начинает трескаться, постепенно лед тает. Да еще и воды в водоемах становится больше, она уносит льдины по течению — это ледоход.

Половодье. Отовсюду к рекам стекаются ручьи растаявшего снега, они наполняют водоемы, вода выходит из берегов.

Термальные ветры. Солнце постепенно прогревает землю, а ночью она начинает отдавать это тепло, образуются ветра. Пока они еще слабы и неустойчивы, но чем теплее становится вокруг, тем сильнее перемещаются воздушные массы. Такие ветра называют термальными, именно они характерны для весеннего времени года.

Дождь. Первый весенний дождь холодный, но уже не такой холодный как снег:)

Гроза. В конце мая может прогреметь первая гроза. Еще не такая сильная, но яркая. Гроза — это разряды электричества в атмосфере. Гроза часто возникает при вытеснении и поднятии теплого воздуха холодными фронтами.

Град. Это выпадение из тучи шариков льда. Град может быть размером от малюсенькой горошины до куриного яйца, тогда он может даже пробить насквозь стекло автомобиля!

Это все примеры явлений неживой природы.

Цветение — весеннее явление живой природы. Первые почки на деревьях появляются в конце апреля — в начале мая. Трава уже пробила свои зеленые стебли, а деревья готовятся одеть зеленые наряды. Листья распустятся быстро и внезапно и вот-вот зацветут первые цветочки, подставляя свои серединки проснувшимся насекомым. Скоро наступит лето.

Летом трава зеленеет, цветы расцветают, на деревьях зеленеют листья, можно купаться в реке. Солнце хорошо пригревает, бывает очень жарко. Летом самый длинный день и самая короткая ночь в году. Зреют ягоды и плоды, поспевает урожай.

Летом бывают природные явления, такие как:

Дождь. Находясь в воздухе водяной пар переохлаждается, образуя облака, состоящие из миллионов небольших кристалликов льда. Низкая температура в воздухе, ниже нуля градусов, приводит к росту кристалликов и к утяжелению замерзших капель, которые таят в нижней части облака и выпадают в виде капель дождя на поверхность земли. Летом дождь обычно теплый, он помогает напоить леса и поля. Часто летний дождь сопровождает гроза. Если одновременно идет дождь и светит солнце, говорят, что это «Грибной дождь». Такой дождь бывает, когда тучка маленькая и не закрывает солнце.

Жара. Летом лучи Солнца падают на Землю более отвесно и интенсивнее нагревают ее поверхность. А ночью поверхность земли отдает тепло в атмосферу. Поэтому летом бывает жарко и днем, и даже иногда ночью.

Радуга. Возникает в атмосфере с повышенной влажностью, часто после дождя или ливня с грозой. Радуга — оптическое явление природы, для наблюдателя проявляется в виде разноцветной дуги. При преломлении солнечных лучей в капельках воды возникает оптическое искажение, заключающееся в отклонении разных цветов, белый цвет разбивается на спектр цветов в виде разноцветной радуги.

Цветение начинается весной и продолжается все лето.

Осенью уже не побегаешь на улице в майке и шортах. Становится холоднее, листва желтеет, опадает, улетают перелетные птицы, ­исчезают из виду насекомые.

Для осени характерны такие явления природы:

Листопад. Проходя свой круглогодичный цикл растения и деревья по осени сбрасывают листья, обнажая кору и ветви, готовясь к зимней спячке. Зачем дерево избавляется от листьев? Чтобы выпавший снег не сломал ветви. Еще до листопада листья деревьев сохнут, желтеют или краснеют и, постепенно, ветер сбрасывает листья на землю, образуя листопад. Это осеннее явление живой природы.

Туманы. Земля и вода еще нагревается днем, но вечером уже холодает, появляется туман. При высокой влажности воздуха, например, после дождя или в сырое, прохладное время года, охлаждаемый воздух превращается в небольшие капельки воды, парящие над землей — это и есть туман.

Роса. Это капельки воды из воздуха, выпавшие утром на траве и листьях. За ночь воздух остывает, водяной пар, который находится в воздухе соприкасается с поверхностью земли, травы, листьями деревьев и оседает в виде капелек воды. Холодными ночами капли росы замерзают, отчего она превращается в иней .

Ливень. Это сильный, «проливной» дождь.

Ветер. Это движение потоков воздуха. Осенью и зимой ветер особенно холодный.

Как и весной, осенью бывает иней . Это значит, на улице легкий мороз — заморозки .

Туман, роса, ливень, ветер, иней, заморозки — осенние явления неживой природы.

Зимой выпадает снег, становится холодно. Реки и озера сковываются льдом. Зимой самые длинные ночи и самые короткие дни, рано темнеет. Солнце почти не греет.

Таким образом, характерные для зимы явления неживой природы:

Снегопад — это выпадение снега.

Метель. Это снегопад с ветром. Находиться в метель на улице опасно, это повышает риск переохлаждения. Сильная метель может даже сбить с ног.

Ледостав — это установление на поверхности воды корки из льда. Лед продержится всю зиму до весны, до таяния снегов и весеннего ледохода.

Еще одно природное явление — облака — бывает в любое время года. Облака — это капельки воды, собравшиеся в атмосфере. Вода, испаряясь на земле, превращается в пар, затем, вместе с теплыми потоками воздуха поднимается вверх над землей. Так вода переносится на дальние расстояния, обеспечивается круговорот воды в природе .

Необычные явления природы

Существуют и очень редкие, необычные явления природы, такие как северное сияние, шаровая молния, смерчи и даже рыбный дождь. Так или иначе, такие примеры проявления неодушевленных природных сил вызывают и удивление, и, порой, тревогу, ведь многие из них могут нанести вред человеку.

Вот теперь вы знаете многое о явлениях природы и сможете точно найти характерные для определенного сезона:)

Материалы подготовлены для урока по предмету Окружающий мир во 2 классе, программы Перспектива и Школа России (Плешаков), но будут полезны и любому учителю начальных классов, и родителям дошколят и младших школьников в домашнем обучении.

Елена Cкребцова
Наблюдение в природе

Наблюдения за неживой природой

1. Наблюдение за солнцем

Цель : уточнить знания детей о солнце, рассказать о его значении для жизни на Земле, формировать элементарные навыки, связанные с осуществлением наблюдения , развивать наблюдательность , связную речь, обогащать словарный запас, воспитывать интерес к окружающему миру

Художественное слово :

Солнышко осеннее,

выйди на дорожки.

Солнышко осеннее,

нам согрей ладошки.

(Г. Лаптева)

Солнышко-ведрышко,

Взойди поскорей,

Освяти, обогрей,

Телят да ягнят,

Еще маленьких ребят,

Солнышко, высвети!

Красное, выблестни!

Беседа :

Почему на улице все такое красивое, громко щебечут воробьи? Это все из-за солнышка : оно осветило все вокруг, всем стало тепло и весело. Небо ясное, без туч. Поднимите лицо к солнышку. Оно ласкает личики деток своим теплом. И даже если закрыть глазки, все равно вы почувствуете солнышко на своем лице. Попробуйте, приятно!

Осенью солнышко не так сильно греет, как летом. Тепла уже меньше. Поэтому люди одеваются теплее. А придет лето, и снова станет жарко.

2. Наблюдение за небом

Цель : учить детей видеть особенности осеннего неба (темное, низкое, тучи закрывают солнце, расширять представления о сезонных изменениях в природе и погоде , познакомить с природными явлениями , характерными для осени, учить видеть в форме облаков знакомые предметы, развивать воображение, познавательный интерес, связную речь

Художественное слово :

Листва всю землю устилает,

Рыжеют черные поля.

И в серых тучах день скучает,

И ветру сдались тополя…

(Г. Новицкая)

Летит орлица по синему небу, крылья распластала, солнышко застлала. (Туча)

Беседа :

Наблюдение за небом (темное, серое, низкое, понаблюдать за низко и быстро плывущими облаками, закрепить понятие «туча» (тучи темные) . Обсудить с детьми, какого цвета небо, почему не видно солнца, почему облака и тучи плывут по небу.

3. Наблюдение за ветром

Цель : расширять представления детей о ветре, учить замечать движение деревьев во время порыва ветра, создавать ветер, при помощи вертушек определять его направление, учить выявлять наличие и наиболее наглядные свойства ветра, показать взаимосвязь природных явлений , связанных с ветром

Оборудование : игрушки-вертушки, цв. бумажные полоски, ленты

Художественное слово :

Дует, дует ветерок,

Развивается флажок,

К небу шарики летят,

Облаками стать хотят.

Ай да ветер-ветерок,

Шарикам взлететь помог! (Г. Лаптева)

Беседа :

Присмотритесь к листьям на деревьях. Что это с ними происходит? Они шевелятся. Это ветерок с ними здоровается. Он их гладит, щекочет. Поиграть с ними хочет ветерок. Ветер мы не видим, но можем посмотреть, как он играет с вертушками, лентами. Хотите поиграть с ветром? (детям раздаются вертушки)

4. Наблюдение за дождем

Цель : учить детей характеризовать погоду (пасмурно, небо серое, много туч, развивать интерес к явлениям природы , обратить внимание на то, как идет дождь (например : моросит, падает из туч вниз на землю крупными каплями, формировать представление о сезонных явлениях, обогащать словарный запас, развивать связную речь

Оборудование : лейки разной формы и величины, зонтики

Художественное слово :

Дождик, дождик, капелька,

Водяная сабелька.

Лужу резал, лужу резал,

Резал, резал, не разрезал.

И устал и перестал. (И. Токмакова)

Беседа :

Осенний ветер пригнал по небу тучку с водой. Стал ветер плясать и прыгать по толстой тучке. Из нее полился осенний дождик. Падают дождинки и сливаются в лужицы. Осенью дождик холодный, и лужицы холодные. Мы вышли на прогулку после дождя. Сделайте вдох. Что вы почувствовали? Воздух свежий, приятный. Посмотрите на травку. Что о ней можно сказать? Какая она? А дорожка какая? Она тоже мокрая. Это прошел дождик, везде разбросал свои капельки-дождинки. Давайте еще поищем его мокрые следы : на скамейке, на цветах, на лесенке. Все вокруг стало чистым и ярким. И трава мокрая, и дорожки мокрые, стоят сырые скамеечки. Дождь вымыл деревья и крыши. И теперь все вокруг чистое и яркое.

5. Наблюдение за первым льдом на лужах

Цель : обратить внимание детей на корочку льда, покрывшую лужицы, помочь выявить свойства льда (тонкий, прозрачный, выяснить, почему замерзла вода в лужах, учить устанавливать простейшие взаимосвязи в природе , подводить детей к пониманию связи природных явлений – солнце днем пригревает, лед на лужицах тает, ночью будет мороз, и вода снова превратится в лед

Художественное слово :

В ноябре, в ноябре

Утром травы в серебре.

Как серебряные блюдца

Блещут лужи на заре.

Беседа :

Посмотрите на лужицу, что вы заметили. На луже корочка льда. Лед какой? (Прозрачный, тонкий) . Почему замерзла вода? (Из-за мороза) . Лед тонкий и хрупкий. Если слегка наступить, лед трескается.

6. Наблюдение за инеем

Цель : выявлять и расширять представления детей о свойствах снега, развивать речь, мышление, воображение, воспитывать интерес к явлениям неживой природы

Художественное слово :

Выпал иней на луга,

Щиплет гусям лапки.

Гуси, гуси! га-га-га!

Надевайте тапки, берегите лапки. (Е. Авдиенко)

Иней лег на ветки ели,

Иглы за ночь побелели. (С. Маршак)

Беседа : Педагог задает детям загадку. Что это? Иней. Воспитатель обращает внимание детей на легкий белый налет на скамеечках, дорожках, на железных предметах. Объясняет разницу между инеем и снегом. Подвести к выводу, что иней, как снег и лед – замерзшая вода. На улице стало холоднее. Нужно теплее одеваться, чтобы не заболеть.

7. Наблюдение за людьми в осенней одежде

Цель : познакомить детей с особенностями осенней погоды, формировать умение устанавливать простейшие взаимосвязи между изменениями в осенней погоде и поведением людей, выбором одежды

Художественное слово :

Красные сапожки

Аннушке на ножки.

Будет Аннушка по лужам ходить,

Да сапожки носить.

Беседа :

Пришла осень. Принесла холода. Все люди надели теплую одежду и обувь. Это важно, чтобы не заболеть. Когда здоров, то можно играть на улице. Мы будем правильно одеваться и станем здоровыми.

8. Наблюдение за следами на песке

Цель : выявлять и расширять представление детей о свойствах воды и песка, развивать речь, мышление, воображение, воспитывать интерес к явлениям неживой природы

Художественное слово :

Если ножкой топну я

На сырой дорожке,

То останется, друзья,

След от мокрой ножки.

Оставлять следы не лень,

Буду топать целый день. (Г. Лаптева)

Беседа :

Осенняя погода прохладная. Недавно прошел дождик, намочил дорожки, клумбы, песок. Давайте проверим : останется ли след на мокром песке? (Рассматривают следы, оставленные на песке) Чей след больше? Чей меньше? А кто еще оставил следы на нашем участке? Давайте сравним эти следы.

9. Наблюдение за туманом

Цель : познакомить с таким природным явлением , как туман, напомнить о разных агрегатных состояниях воды, развивать любознательность

Художественное слово :

Кто — то ночью утащил лес.

Был он вечером, а утром — исчез!

Не осталось не пенька, ни куста,

Только белая кругом пустота.

(И. Токмакова)

Беседа :

Во время тумана предметы становятся плохо видны. На что похож туман? (на пар, дым, облако) Что такое туман? (дыхание земли) . Земля, почва, растения дышат накопленным теплом, а холодный воздух опускается на землю. Они смешиваются и получается туман – мельчайшие частицы воды. Их очень – очень много, они быстро двигаются, и воздух становится не прозрачным.

Наблюдения за живой природой

1. Наблюдение за птицами

Цель : формировать у детей общее представление о птицах, их повадках, познакомить с отдельными видами птиц (ворона, голубь, воробей, формировать эмоциональную отзывчивость, прививать желание заботится о пернатых, воспитывать доброжелательность, любовь к природе

Художественное слово :

Заглянула осень в сад —

Птицы улетели.

За окном с утра шуршат

Желтые метели.

Под ногами первый лед

Крошится, ломается.

Воробей в саду вздохнет,

А запеть – стесняется. (В. Степанов)

Беседа :

Посмотрите, к нам на участок прилетели воробьи. Как говорит воробей? (Пи-пи!Чик-чирик) Воробей веселый! Он громко чирикает, значит с нами разговаривает. Воробушек прыгает на двух ножках, перышки распушит, головкой крутит. С наступлением холодов птицам все труднее находить себе корм. Они прилетают к человеку за помощью, за угощением. Воспитатель с детьми кормит птиц. Нужно не забывать подкармливать птиц. Птиц мы называем пернатыми друзьями, пернатые, потому что у них растут перышки.

2. Наблюдение за листьями деревьев, листопадом

Цель : развивать умение различать понятия : «листопад» , «листочки» , «деревце» , обогащать словарный запас, расширять представления об осенних явлениях природы , формировать интерес к художественному слову

Художественное слово :

Опустел скворечник –

Улетели птицы, листьям на деревьях

Тоже не сидится.

Целый день сегодня все летят, летят…

Видно, тоже в Африку

Улететь хотят. (И. Токмакова)

Беседа :

Листочки упали с деревьев на землю. Это явление называется «листопад» . Листики лежат как красивый ковер. Когда на них наступают, то листочки шуршат, как будто говорят : «Осень» . Осень раскрасила листья в разные цвета? Какого цвета листья? Из листочков можно собрать красивый букет, который можно поставить в вазу, подарить маме, а если правильно высушить их, можно делать аппликации из гербария (Дети собирают листья)

3. Наблюдение за осенними цветами

Цель : расширять представления детей о живой природе , о цветковых растениях, знакомить с растениями нашей местности, цветущими осенью, учить передавать полученные впечатления в речи

Беседа :

На прогулке воспитатель подводит детей к клумбе, где растут дубки, бархатцы.

Бархатцы бывают низкорослыми и высокими, разных золотисто-оранжевых оттенков. Цветки мелкие и крупные, листья рассеченные, пестрые, с резким запахом. Растут быстро, цветут до морозов. Дубки — растения с мелкими или крупными разного цвета цветочками. Цветет очень долго, до глубокой осени. Хорошо растет на солнечных участках.

5. Наблюдение за березой

Цель : уточнить характерные признаки дерева, закрепить названия частей, учить сравнивать предметы.

Художественное слово :

Наступила осень, пожелтел наш сад,

Листья на березе золотом горят.

Не слыхать веселых песен соловья,

Улетели птицы в теплые края.

… Березы желтою резьбой

Блестят в лазури голубой… (И. Бунин)

Беседа :

Как нам узнать березу среди других деревьев? Какого цвета ствол у березы? (Белый с черными пятнами.) Какие части березы вы еще знаете? (Ствол, ветви, корень.) Какого цвета ветки? Зачем корень дереву? Какого цвета листья березы осенью? (Желтые.) Какого цвета они были летом? (Зеленые.) Посмотрите, какое красивое дерево! Оно высокое, стройное. У него тонкий белый ствол, с черными полосками. Как вы думаете для чего они? (Через эти полоски дерево дышит) . Гибкие тонкие веточки. Ветер любит прилетать к березке и играть с ее веточками. Веточки гнутся до самой земли, а потом опять выпрямляются.

Когда лист с березы опадает чисто, год будет урожайным.

Сборщицы винограда шли рано утром на свою работу. У дороги они заметили человека в черной широкополой шляпе. Он склонился над землей, рассматривая что-то. Каково же было удивление женщин, когда вечером, возвращаясь домой, они застали этого человека там же, в той же позе. Кто был этот странный человек и чем он занимался весь день? Это был замечательный французский ученый-энтомолог Жан Анри Фабр. В тот день он наблюдал за повадками маленькой осы, устроившей себе норку возле дороги.

Надо сказать, что изучению насекомых Фабр посвятил всю свою долгую жизнь (1823-1915). Не жалея времени и сил для наблюдений за осами, пчелами, бабочками, жуками, он стал лучшим в мире знатоком насекомых. Свои открытия Фабр описал в книгах, которыми и сегодня восхищаются ученые и любители природы разных стран.

Ж. А. Фабр

Наблюдение — это один из методов, или способов, изучения природы (от греческого слова «методос» — способ, прием).

Без насекомых нельзя представить себе нашу планету

Методом наблюдения пользуются, конечно, не только исследователи насекомых и других животных, но и ученые самых разных специальностей, например астрономы. Недавно, в июле 1994 г., телескопы всего мира были направлены в сторону Юпитера. Произошло событие, какие случаются один раз в тысячу лет. С Юпитером столкнулись обломки кометы, летевшие с огромной скоростью. Ученым удалось тщательно пронаблюдать эту космическую катастрофу. Взрывы от падения кометы во много раз превысили мощность всего накопленного на Земле атомного оружия. Над Юпитером возникли гигантские вихри диаметром до 5000 км, а на самой планете остались «раны» глубиной 150-200 км.

Эксперимент

Но наблюдений в природе не всегда бывает достаточно. Чтобы лучше изучить многие явления, исследователи проводят эксперименты (опыты) . Слово «эксперимент» в переводе с латинского языка как раз и означает «опыт», «проба». Это еще один метод изучения природы. При проведении опыта человек повторяет, воспроизводит в лаборатории то или иное природное явление. При этом он внимательно следит за тем, как оно происходит. Если необходимо, исследователь повторяет один и тот же опыт много раз. С помощью экспериментов можно, например, узнать, что бывает с телами при нагревании и охлаждении, какие тела притягиваются магнитом, а какие нет, какие вещества проводят электрический ток, а какие не проводят. Опыты помогают исследовать не только неживые тела, но и растения, животных. Можно, например, установить, как различные удобрения влияют на рост и развитие растений. С помощью опытов изучают поведение животных, их язык, память, сообразительность, способность находить дорогу.

Выяснено, например, что перелетные птицы во время своих путешествий ориентируются по солнцу и звездам. Узнать это помогли очень интересные эксперименты. Осенью и весной птиц содержали в специальной клетке, откуда они могли видеть солнце. Птицы поворачивались в ту сторону, куда они полетели бы, если бы были свободны. Когда с помощью зеркал ученые изменили направление солнечных лучей, как бы передвинули солнце, птицы повернулись вслед за ним. Так было доказано, что они ориентируются по солнцу. Подобные опыты проводили и по ночам. Пока птицы видели ночное небо, они располагались в правильном направлении. Но вот их поместили в планетарий и стали менять расположение звезд на искусственном небе. И птицы, доверившись этому небу, поворачивались совсем не туда. Это означало, что они действительно ориентируются по звездам.

Измерение

Очень часто при изучении природы применяют еще один метод — измерение . Измеряют, к примеру, размеры и массу тел, их температуру, скорость движения, время протекания определенных явлений. Для этого используют измерительные приборы: линейку, весы, термометр, секундомер или часы и др. Биологам нередко нужно знать численность животных того или иного вида на какой-нибудь территории. Чтобы это определить, подсчитывают, сколько раз встретились животные, их следы, норы или гнезда на определенном участке. Численность птиц определяют весной по их голосам.

Оборудование для научных исследований

Увеличительные приборы

Измерительные приборы

Лабораторное оборудование

Проверьте свои знания

  1. Каковы основные методы изучения природы?
  2. Что можно узнать с помощью наблюдений?
  3. Что такое эксперимент?
  4. Какие измерения проводят при изучении природы?
  5. Что можно измерить при помощи секундомера? А с помощью весов?

Подумайте!

  1. Приведите примеры наблюдений, которые вы проводили, изучая природу в начальной школе.
  2. Какие опыты вы проводили в начальной школе на уроках «Окружающего мира»?
  3. Какие увеличительные приборы вы знаете?
  4. Ученые каких специальностей используют для своих наблюдений телескоп? А кто пользуется лупой?
  5. Какие единицы измерения из правого столбика соответствуют величинам, приведенным в левом столбике?

Природу изучают различными методами. Главные из них — наблюдение, эксперимент (опыт), измерение.

Мир окружающей нас природы просто кишит разными тайнами и загадками. Учёные столетиями ищут ответы и пытаются объяснить порой но даже самым лучшим умам человечества до сих пор не поддаются некоторые удивительные явления природы.

Порой складывается впечатление, что непонятные вспышки в небе, спонтанно двигающиеся камни не подразумевают под собой ничего особенного. Но, вникая в загадочные проявления, наблюдаемые на нашей планете, понимаешь, что дать ответ на многие вопросы невозможно. Природа тщательно скрывает свои секреты, а люди выдвигают все новые гипотезы, пытаясь разгадать их.

Сегодня мы рассмотрим физические явления в живой природе, которые заставят вас по-новому взглянуть на окружающий мир.

Физические явления

Каждое тело состоит из определенных веществ, но обратите внимание на то, что различные действия влияют по-разному на одни и те же тела. К примеру, при разрыве бумаги пополам бумага останется бумагой. А вот если её поджечь, то от неё останется пепел.

Когда меняется размер, форма, состояние, но вещество остается прежним и не трансформируется в другое, такие явления называют физическими. Они могут быть разными.

Явления природы, примеры которых мы можем наблюдать в обычной жизни, бывают:

  • Механические . Движение облаков по небу, полёт самолета, падение яблока.
  • Тепловые . Вызванные переменой температур. В ходе этого меняются характеристики тела. Если нагреть лёд, то он станет водой, которая трансформируется в пар.
  • Электрические . Наверняка при быстром снятии с себя шерстяной одежды вы хоть раз слышали специфический треск, схожий на электрический разряд. А если будете всё это делать в темной комнате, то ещё сможете понаблюдать искры. Предметы, которые после трения начинают притягивать более легкие тела, называются наэлектризованными. Северное сияние, молния во время грозы — яркие примеры
  • Световые . Тела, излучающие свет, называют Сюда можно отнести Солнце, лампы и даже представителей животного мира: некоторые виды глубинных рыб и светлячки.

Физические явления природы, примеры которых мы рассмотрели выше, успешно используются людьми в повседневной жизни. Но есть и такие, которые по сей день будоражат умы ученых и вызывают всеобщее восхищение.

Северное сияние

Пожалуй, это по праву носит статус самого романтического. Высоко в небе образуются разноцветные реки, которые покрывают нескончаемое количество ярких звёзд.

Если хотите насладиться этой красотой, то лучше всего делать это в северной части Финляндии (Лапландия). Существовало поверье, что причина возникновения — гнев верховных богов. Но большей популярностью пользовалась легенда народа саама о сказочном лисе, который ударял своим хвостом по заснеженным равнинам, из-за чего цветные искры взмывались в высь и озаряли ночное небо.

Облака в форме труб

Такое явление природы может любого человека надолго затянуть в состояние релакса, вдохновения, иллюзий. Такие ощущения создаются за счет формы больших труб, меняющих свой оттенок.

Увидеть его можно в тех местах, где начинает образовываться грозовой фронт. Это явление природы чаще всего наблюдается в странах с тропическим климатом.

Камни, которые двигаются в Долине Смерти

Встречаются различные явления природы, примеры которых вполне объяснимы с научной точки зрения. Но есть такие, которые не поддаются человеческой логике. Одной из загадок природы считаются Это явление можно наблюдать в американском национальном парке, именуемом Долиной Смерти. Многие ученые пытаются объяснить передвижение сильными ветрами, которые часто встречаются в пустынной местности, и наличием льда, так как именно зимой движение камней становилось интенсивней.

Во время исследований ученые произвели наблюдения за 30 камнями, вес которых составлял не более 25 кг. За семь лет 28 каменных глыб из 30 переместились на 200 метров от начальной точки.

Какими бы ни были догадки ученых, однозначного ответа относительно этого явления у них нет.

Шаровые молнии

Появляющийся после грозы или во время неё, называется шаровой молнией. Есть предположение, что Николе Тесле удалось создать в условиях своей лаборатории шаровую молнию. Он так и написал о том, что не видел ничего подобного в природе (речь шла об огненных шарах), но он разобрался, как они формируются, и даже сумел воссоздать это явление.

Ученые современности не смогли достичь подобных результатов. А некоторые даже ставят под сомнение существование этого явления как такового.

Мы рассмотрели только некоторые явления природы, примеры которых показывают, как удивителен и загадочен наш окружающий мир. Сколько еще неизведанного и интересного нам предстоит узнать в процессе развития и совершенствования науки. Как много открытий нас ждет впереди?

Разделы: Работа с дошкольниками , Экология

Природа своим разнообразием, красочностью и динамичностью привлекает детей и даёт им много радостных переживаний. У ребёнка восприятие природы острее, чем у взрослого, так как он соприкасается с ней впервые. Поддерживая и развивая этот интерес, мы воспитываем многие положительные качества личности, такие как жизнерадостность, чуткое отношение ко всему живому.

Наблюдение – основное средство познания природы. Оно даёт возможность познакомить детей с природными явлениями, взаимосвязью живой и неживой природы. Именно наблюдение помогает дошкольникам увидеть изменения, которые происходят с растениями в зависимости от условий внешней среды или созданных человеком. Наблюдение за расстояниями можно проводить с детьми, начиная с младшей группы, так как уже в этом возрасте они учатся устанавливать взаимосвязи в природе, замечают зависимость роста и развития растения от разных условий. Дошкольники с огромным интересом смотрят на окружающих их мир. В задачи, которые я запланировала, входит научить их не только смотреть, но и видеть, какие изменения происходят в природе в течение года.

В результате наблюдения дети учатся анализировать и сопоставлять. Сопоставление имеет место лишь при условии, что образ, отражающий предыдущее состояние объекта, достаточно отчётлив, чтобы его можно было сравнить с особенностями объекта, имеющимися в данный момент. Учитывая, что процесс наблюдения растянут во времени (наблюдать можно один раз в неделю), образ предыдущего объекта в представлении ребёнка может оказаться нечётким, и это не позволит осуществить на должном уровне сопоставление и выявить характер произошедших изменений. В результате наблюдений необходимо фиксировать объект природы (рисовать или фотографировать).

В процессе сопоставления рисунков или фотографий у детей формируется представления о росте и развитии растений.

Чтобы увидеть изменения, происходящие с растениями, необходимо проводить наблюдения регулярно. Это одно из условий наблюдений. Важным также являются выбор объекта и содержание наблюдения. Объектом для нашего наблюдения я выбрала овощные культуры. Они быстро растут и набирают массу, и эти изменения хорошо видны детям. Первым овощем, за которым велись наблюдения, был лук, который легко прорастает в комнатных условиях.

Задача этого наблюдения состояла в том, чтобы показать детям влияние света, тепла, влаги и питательных веществ на рост овощей. Наблюдения проходили в 4 этапа.

  • 1 этап. Рассматривали луковицы вместе с детьми. Обратила внимание на то, что у луковицы верхняя часть узкая, а нижняя – широкая, которая называется донцем, на ней растут корешки, она должна быть в земле. Из верхней части растут зелёные перышки, она должна быть над землёй. Показывать детям, как правильно посадить луковицу в землю.
  • 2 этап. Посадка луковиц в землю. Каждый ребёнок брал одну луковицу и сажал её сам в землю. После этого я показывала детям, как полить луковицу водой. При этом объяснила детям, зачем мы полили растения (влага нужна, чтобы лук пророс)
  • 3 этап. На четвёртый день после посадки у луковиц появились маленькие зелёные пёрышки.
  • 4 этап. В процессе дальнейшего наблюдения дети заметили, что перышки лука подросли, стали длиннее на этом этапе необходимо подвести детей к тому, что для роста растений необходимы все условия: влага, свет, тепло.

Чтобы закрепить у детей понятие о том, что всем растениям для роста необходимы три условия: влага, свет и тепло, летом я проводила наблюдение за свеклой.

Задача данного эксперимента состоит в том, чтобы показать детям, что семя живое, из него вырастает новое растение. А так же показать влияние условий (тепло, свет, влага, воздух, питательные вещества) на рост и развитие растений.

  • 1 этап. Рассмотрели семена свеклы, которые намочили водой для проращивания. Через три дня посмотрели с детьми, что же произошло с семенами. Дети увидели маленькие ростки. Сделали вывод, что семечко живое.
  • 2 этап. Проросшие семена посадили в заранее подготовленную землю. После посадки хорошо полили.
  • 3 этап. Через неделю дети увидели, что в земле появились зелёные расточки. Мы вместе с детьми каждый день утром поливали их и наблюдали, что же дальше произойдёт.
  • 4 этап. Затем наблюдения проводились 1 раз в неделю, чтобы лучше были видны изменения в росте. Дети замечали, что у свеклы увеличились в размере листья. Каждый раз после наблюдения с детьми проводила беседу о том, что овощи так быстро растут потому, что они политы, земля взрыхленная, на улице тепло и светло.
  • 5 этап. Заключительный этап наблюдения. Это сравнения рисунков растений на разных этапах. В процессе наблюдений дети не только понимают взаимосвязь роста растений и природных условий, но и начинают более бережно относиться к растениям.

Аналогичную работу хочу продолжать и в будущем. В старших, подготовительных группах, провести циклические наблюдения в течение года. Так, например, наблюдать за изменениями, происходящими с рябиной в разные времена года (весной, летом, осенью, зимой) в зависимости от условий внешней среды. Весной обращать внимание детей на красоту соцветий рябины — сочетание зеленого и белого цвета. Летом следить за появлением маленьких зелёненьких ягод. А осенью необходимо обратить внимание детей на красоту осенней рябины, на яркость её наряда. Зимой обратить внимание на грозди ярко-красных ягод. Зимой дерево спит, ствол стал темнее, потому что прекратилось сокодвижение, на улице сильные морозы. Также можно провести цикл наблюдений за мать-и-мачехой в течение апреля и мая.

Таким образом, можно сказать, что при правильной организации наблюдение становится не только фактором умственного воспитания, но и нравственного: у ребёнка формируется отчетливые представления о закономерностях в росте и развитии растений, понимание взаимосвязи развития растения и факторов внешней среды, обеспечивающих его выживание. Полученные знания позволяют дошкольникам лучше понимать свойства живого организма, вырабатывать правильное отношение к растениям и животным, самостоятельно проектировать своё поведение по отношению к живому.

Какое астрономическое явление. Физические и астрономические явления: примеры. Явление солнечного ветра

Любители астрономии в новом году смогут быть свидетелями нескольких любопытных явлений , которые имеют место каждый год, например, таких как затмения Солнца и Луны, а также довольно редких, например, прохождение Меркурия по диску Солнца .

Несколько лет назад мы были свидетелями прохождения Венеры по диску Солнца , а сейчас пришло время для наблюдений за Меркурием , который так же будет двигаться по диску Солнца с точки зрения земного наблюдателя. Это событие будет иметь место 9 мая 2016 .

В 2016 ожидаются 4 затмения : два солнечных и два лунных. 9 марта будет наблюдаться полное , а 1 сентября кольцевое солнечное затмение . В полной мере ни одно из них наблюдатели в России не увидят, в отличие от полутеневых лунных затмений – 23 марта и 16 сентября.

Одним из важных событий в освоении космоса является достижение американским аппаратом «Юнона» Юпитера, которое ожидается в июле 2016 . Аппарат был запущен 5 августа 2011 и к июлю 2016 должен будет преодолеть расстояние 2,8 миллиарда километров.

В данном календаре указывается Московское время (GMT+3).

Астрономический календарь 2016

ЯНВАРЬ

2 января – Земля в перигелии (Планета находится на самом близком расстоянии от Солнца)

3, 4 января – Пик звездного дождя Квадрантиды . Максимальное число метеоров в час – 40. Остатки исчезнувшей кометы 2003 Eh2 , которая была открыта в 2003 году .

10 января – Новолуние в 04:30. Дни вблизи новолуния наиболее подходят для наблюдений за звездным небом благодаря тому, что Луны не будет видно, а значит, не будет сильного светового загрязнения.


ФЕВРАЛЬ

11 февраля 364358 км от Земли


МАРТ

8 марта – Юпитер в оппозиции к Солнцу. Самый лучший день для наблюдений за Юпитером и его спутниками, так как гигант Юпитер будет хорошо освещен Солнцем и при этом будет находиться на ближайшем расстоянии от Земли.

9 марта – Новолуние в 04:54. Полное солнечное затмение 130 Сароса 52-е по счету . Его можно будет наблюдать на севере и в центре Тихого океана, на востоке Индийского океана. В Азии, включая Японию и Камчатку, и в Австралии будет видно частично. В полной мере затмение можно наблюдать с Каролинских островов . Полная фаза затмения будет длиться всего 4 минуты и 9 секунд.



20 марта – Весеннее равноденствие в 07:30. День равен ночи. Первый день весны в Северном полушарии и первый день осени в Южном полушарии.

23 марта – Полнолуние в 15:01. Полутеневое лунное затмение в 14:48. Затмение 142 Сароса, номер 18 из 74 затмений в сериях . Его смогут наблюдать жители и гости восточной Азии, Австралии, Океании, Восточной части России, Аляски. Продолжительность полутеневой фазы – 4 часа 13 минут . При затмении такого типа полная Луна окажется в земной тени только частично.


Астрономические наблюдения 2016

АПРЕЛЬ

22-23 апреля — Звездный дождь Лириды. созвездия Лира. Остатки кометы Тетчера C/1861 G1 , которая была открыта в 1861 году . Из-за того, что в этом году время этого звездного дождя совпадает с полнолунием, наблюдать его будет довольно сложно.


6-7 мая — Звездный дождь Эта-Аквариды. созвездия Водолея. Является частицами кометы Галлея , открытой в древности. Благодаря тому, что этот звездный дождь по времени совпадает с новолунием, все метеоры будет хорошо видно. Лучше всего наблюдать за дождем сразу после полуночи.

9 мая – Прохождение Меркурия по диску Солнца – редкий транзит, который можно назвать «мини-затмением» Солнца Меркурием. Это событие имеет место в среднем раз в 7 лет (13-14 раз в столетие) и может наблюдаться либо в мае, либо в ноябре. Меркурий, Солнце и Земля при этом будут находиться на одной прямой линии, поэтому жители Земли смогут видеть, как Меркурий проходит на фоне диска Солнца.

Предыдущий раз Меркурий проходил по диску Солнца 8 ноября 2006 года . Следующий раз это явление будет иметь место 11 ноября 2019 года , а потом только через 20 лет – в 2039 году .

Транзит Меркурия по диску Солнца будет хорошо виден наблюдателям в Северной Центральной и Южной Америке, некоторых частях Европы, в Азии и Африке. В полной мере транзит можно будет наблюдать в восточных частях США и Южной Америки .


22 мая – Марс в оппозиции к Солнцу. Марс будет хорошо освещен Солнцем и будет находиться на самом близком расстоянии до Земли, поэтому это лучшее время для наблюдений за Красной планетой. С помощью среднего телескопа можно будет увидеть темные детали красноватой поверхности планеты.

Астрономические явления 2016

ИЮНЬ

3 июня – Сатурн в оппозиции к Солнцу. Далекая планета Сатурн в эти сутки будет лучше всего видна благодаря тому, что будет находиться на ближайшем расстоянии от Земли.

3 июня – Луна в перигее: расстояние — 361142 км от Земли

21 июня — День летнего солнцестояния в 01:45. Самый длинный день в году. Первый день лета в Северном полушарии, а также первый день зимы — в Южном.


ИЮЛЬ

4 июля – Земля в афелии от Солнца (Планета находится на самом дальнем расстоянии от Солнца)

4 июля – Космический корабль «Юнона» достигнет Юпитера .

Эта автоматическая межпланетная станция должна добраться до своей цели – планеты Юпитер, преодолев за 5 лет расстояние 2,8 миллиардов километров . Она должна выйти на орбиту планеты гиганта и примерно за 1 земной год совершить 33 полных оборота вокруг планеты. Задачей станции является изучение атмосферы и магнитного поля Юпитера. Планируется, что «Юнона» останется на орбите гиганта до октября 2017 , а затем сгорит в атмосфере планеты.

13 июня – Луна в апогее: расстояние — 404272 км от Земли

28-29 июля – Звездный дождь Южные Дельта-Аквариды. Максимальное число метеоров в час – 20. Радиант – район созвездия Водолея. Является обломками комет Марстена и Крахта .


АВГУСТ

12-13 августа — Звездный дождь Персеиды. Максимальное число метеоров в час – 60. Радиант – район созвездия Персея. Является обломками кометы Свифта-Туттля .

27 августа – Соединение Венеры и Юпитера . Это впечатляющее зрелище – две самых ярких планеты ночного неба будут находиться очень близко друг от друга (0,06 градусов) и будут легко видны невооруженным глазом на вечернем небе сразу после заката.

Астрономические объекты 2016

СЕНТЯБРЬ

1 сентября – Новолуние в 12:03. Кольцеобразное солнечное затмение в 12:07 – 39-е затмение 135 Сароса . Это затмение можно будет наблюдать в Африке, на Мадагаскаре и в других частях экваториальных и тропических широт Южного полушария. Затмение будет длиться всего 3 минуты и 6 секунд .



3 сентября – Нептун в оппозиции к Солнцу . В этот день голубая планета приблизится на самое близкое расстояние к Земле, поэтому, вооружившись телескопом, ее можно будет наблюдать лучше всего. Впрочем, только самый мощный телескоп может показать какие-либо подробности. Планета Нептун не видна невооруженным глазом.

16 сентября – Полнолуние в 22:05. Полутеневое лунное затмение в 21:55. Относится к 147 Саросу под номером 9 из 71 затмения в сериях . Лучше всего это затмение можно будет наблюдать в Европе, в России, Африке, Азии, Австралии. В общей сложности затмение будет длиться 3 часа 59 минут .


22 сентября — Осеннее равноденствие в 17:21. День равен ночи. Это первый день осени в Северном полушарии и первый день весны – в Южном.

МОСКВА, 30 декабря. /ТАСС/. Великое противостояние Марса и Земли, когда две соседние планеты сходятся на минимальное расстояние, полное лунное затмение, традиционные сезонные метеорные потоки или «дожди» — 2018 год будет богат на астрономические явления, которые можно будет наблюдать с Земли. Специалист Большого новосибирского планетария, член совета Новосибирского астрономического общества Олег Кашин составил специальный календарь таких событий и рассказал ТАСС, что интересного ждет россиян.

Первое значимое событие произойдет 1 января. Незадолго до восхода Солнца на небе невооруженным глазом будет хорошо виден Меркурий, а 7 января произойдет одно из самых примечательных «сближений планет».

«Без телескопа жители всей России смогут увидеть Марс и Юпитер на небе так близко, что их вполне смог бы закрыть собой диск полной Луны. Конечно, реальное расстояние между этими планетами огромное, но в эту ночь они выстроятся так, что будут видимы фактически по соседству друг с другом. А 11 января рядом с этой парой планет пройдет еще и Луна, что тоже стоит увидеть», — рассказал Кашин.

Луна закроет Альдебаран

27 января можно будет увидеть первое в новом году покрытие Луной звезды Альдебаран из созвездия Тельца. Это астрономическое событие в течение года произойдет несколько раз.

«Еще начиная с ноября 2017 года на пути у Луны оказались звезда Регул из созвездия Льва и звезда Альдебаран из созвездия Тельца. Она через них идет по небу: каждый месяц обращается вокруг Земли и, соответственно, каждый месяц закрывает их собой. Через какое-то время эта эпоха покрытий закончится», — пояснил собеседник агентства.

Кашин отметил, что, по одной из версий, именно подобные астрономические наблюдения яркой звезды рядом с Луной могли навеять древним людям идею известного символа — месяца со звездой. Сейчас он присутствует на флагах многих восточных государств.

А жители Центральной и Восточной России 31 января увидят полное лунное затмение. В астрономических календарях это событие отмечают как одно из самых зрелищных.

Венера и Уран

С 19 февраля по вечерам на небе будет видна Венера, наблюдать ее можно будет в течение нескольких месяцев. 4 марта на расстоянии двух дисков Луны (1 градус) севернее Венеры пройдет Меркурий, а 29 марта Венера пройдет в 0,1 градуса южнее Урана.

«Это очень интересное обстоятельство. Представьте себе, Венера — ярчайшая планета нашего неба — и Уран, который глазом мы на засвеченном городском небе не видим. Нам нужен телескоп, а еще нужен какой-то ориентир, чтобы направить его именно на Уран. А тут вообще уникальная ситуация — ярчайшая планета Венера и рядом с ней (в одной пятой диска Луны) — Уран», — пояснил Кашин.

Лучшие условия для наблюдения гиганта Юпитера сложатся 9 мая — он выйдет в противостояние Солнцу. По словам астронома, примерно каждые 13 месяцев эта планета сближается с Землей на минимальное расстояние и освещаемый Солнцем Юпитер в небе становится ярче, а в телескоп выглядит крупнее.

Великое противостояние

Июль 2018 года, по словам Кашина, — самый многообещающий в плане астрономических явлений месяц. 10 июля Венера пройдет в 1 градусе севернее звезды Регул: два ярких объекта будут видны на расстоянии двух лунных дисков друг от друга. Но самое интересное событие произойдет в ночь на 28 июля — планета Марс будет находиться на самом близком расстоянии от Земли за последние 15-17 лет. Это называется «великим противостоянием».

«Дело в том, что Марс вращается вокруг Солнца по вытянутой орбите: он то приближается к Солнцу, то отдаляется. Каждые 2,5 года наша планета догоняет Марс, и мы оказываемся на близких расстояниях, но, если в этот момент Марс как раз приблизился к Солнцу, расстояние между нашими планетами оказывается минимальным из возможного (на этот раз — примерно 56-58 млн км — прим. ТАСС). Это — «великое противостояние». В эти моменты в сильные телескопы хорошо можно различать элементы марсианского рельефа», — рассказал Кашин.

Кроме того, по его словам, на эту же ночь выпадает еще и одно из самых продолжительных лунных затмений. Луна будет находиться в тени Земли почти полтора часа, окрасившись в багровые тона. Эти два редких астрономических явления хорошо будут видны на всей территории России.

Метеоритные дожди

Максимум одного из самых известных метеорных потоков — Персеиды из созвездия Персея — будет наблюдаться 13 августа. Кашин напомнил, что в отдельные годы можно было наблюдать до 60 ярких метеоров в час.

«Чтобы почувствовать весь эффект, смотреть обязательно надо за городом — там виден даже след от метеора. По треку пролета метеор ионизирует атмосферный воздух. Столп ионизации вокруг него может достигать нескольких метров. А это вызывает свечение: метеор пролетел, а глаз еще видит светлую полосу за ним — это плазма атмосферы светится и дает такой красивый эффект», — пояснил Кашин.

Еще один мощный метеорный поток — Дракониды из созвездия Дракона — достигнет максимальной активности к 8 октября, а другой обильный звездный дождь традиционно связывают с потоком Геминиды из созвездия Близнецов. В среднем можно увидеть около 75 метеоров в час. В 2018 году его максимум придется на 14 декабря и, если погода не подведет, станет самым зрелищным астрономическим событием конца 2018 года.

Великое противостояние Марса и Земли, когда две соседние планеты сходятся на минимальное расстояние, полное лунное затмение, традиционные сезонные метеорные потоки или «дожди» — 2018 год будет богат на астрономические явления, которые можно будет наблюдать с Земли, передает Day.Az со ссылкой на ТАСС .

Специалист Большого новосибирского планетария, член совета Новосибирского астрономического общества Олег Кашин составил специальный календарь таких событий и рассказал ТАСС, что интересного ждет в следующем году.

Первое значимое событие произойдет 1 января. Незадолго до восхода Солнца на небе невооруженным глазом будет хорошо виден Меркурий, а 7 января произойдет одно из самых примечательных «сближений планет».

«Без телескопа можно будет увидеть Марс и Юпитер на небе так близко, что их вполне смог бы закрыть собой диск полной Луны. Конечно, реальное расстояние между этими планетами огромное, но в эту ночь они выстроятся так, что будут видимы фактически по соседству друг с другом. А 11 января рядом с этой парой планет пройдет еще и Луна, что тоже стоит увидеть», — рассказал Кашин.

Луна закроет Альдебаран

27 января можно будет увидеть первое в новом году покрытие Луной звезды Альдебаран из созвездия Тельца. Это астрономическое событие в течение года произойдет несколько раз.

«Еще начиная с ноября 2017 года на пути у Луны оказались звезда Регул из созвездия Льва и звезда Альдебаран из созвездия Тельца. Она через них идет по небу: каждый месяц обращается вокруг Земли и, соответственно, каждый месяц закрывает их собой. Через какое-то время эта эпоха покрытий закончится», — пояснил собеседник агентства.

Кашин отметил, что, по одной из версий, именно подобные астрономические наблюдения яркой звезды рядом с Луной могли навеять древним людям идею известного символа — месяца со звездой. Сейчас он присутствует на флагах многих восточных государств.

Венера и Уран

С 19 февраля по вечерам на небе будет видна Венера, наблюдать ее можно будет в течение нескольких месяцев. 4 марта на расстоянии двух дисков Луны (1 градус) севернее Венеры пройдет Меркурий, а 29 марта Венера пройдет в 0,1 градуса южнее Урана.

«Это очень интересное обстоятельство. Представьте себе, Венера — ярчайшая планета нашего неба — и Уран, который глазом мы на засвеченном городском небе не видим. Нам нужен телескоп, а еще нужен какой-то ориентир, чтобы направить его именно на Уран. А тут вообще уникальная ситуация — ярчайшая планета Венера и рядом с ней (в одной пятой диска Луны) — Уран», — пояснил Кашин.

Лучшие условия для наблюдения гиганта Юпитера сложатся 9 мая — он выйдет в противостояние Солнцу. По словам астронома, примерно каждые 13 месяцев эта планета сближается с Землей на минимальное расстояние и освещаемый Солнцем Юпитер в небе становится ярче, а в телескоп выглядит крупнее.

Великое противостояние

Июль 2018 года, по словам Кашина, — самый многообещающий в плане астрономических явлений месяц. 10 июля Венера пройдет в 1 градусе севернее звезды Регул: два ярких объекта будут видны на расстоянии двух лунных дисков друг от друга. Но самое интересное событие произойдет в ночь на 28 июля — планета Марс будет находиться на самом близком расстоянии от Земли за последние 15-17 лет. Это называется «великим противостоянием».

«Дело в том, что Марс вращается вокруг Солнца по вытянутой орбите: он то приближается к Солнцу, то отдаляется. Каждые 2,5 года наша планета догоняет Марс, и мы оказываемся на близких расстояниях, но, если в этот момент Марс как раз приблизился к Солнцу, расстояние между нашими планетами оказывается минимальным из возможного (на этот раз — примерно 56-58 млн км — прим. ТАСС). Это — «великое противостояние». В эти моменты в сильные телескопы хорошо можно различать элементы марсианского рельефа», — рассказал Кашин.

Кроме того, по его словам, на эту же ночь выпадает еще и одно из самых продолжительных лунных затмений. Луна будет находиться в тени Земли почти полтора часа, окрасившись в багровые тона.

Метеоритные дожди

Максимум одного из самых известных метеорных потоков — Персеиды из созвездия Персея — будет наблюдаться 13 августа. Кашин напомнил, что в отдельные годы можно было наблюдать до 60 ярких метеоров в час.

«Чтобы почувствовать весь эффект, смотреть обязательно надо за городом — там виден даже след от метеора. По треку пролета метеор ионизирует атмосферный воздух. Столп ионизации вокруг него может достигать нескольких метров. А это вызывает свечение: метеор пролетел, а глаз еще видит светлую полосу за ним — это плазма атмосферы светится и дает такой красивый эффект», — пояснил Кашин.

Еще один мощный метеорный поток — Дракониды из созвездия Дракона — достигнет максимальной активности к 8 октября, а другой обильный звездный дождь традиционно связывают с потоком Геминиды из созвездия Близнецов. В среднем можно увидеть около 75 метеоров в час. В 2018 году его максимум придется на 14 декабря и, если погода не подведет, станет самым зрелищным астрономическим событием конца 2018 года.

Подробный календарь астрономических событий 2018 года, когда ожидаются затмения, звездопады и когда их можно будет наблюдать, составил Sputnik Грузия , чтобы эти захватывающие дух явления вы случайно не пропустили и смогли в сласть ими налюбоваться.

Затмения

Главными астрономическими событиями 2018 года станут полные лунные затмения. Всего в 2018 году произойдут три солнечных и два лунных затмения.

Солнечные затмения приходятся на февральское, июльское и августовское новолуние, а лунные — на второе январское и июльское полнолуние.

Лунные

Происходят лунные затмения в моменты полнолуния, когда три небесных тела — Земля, Солнце и Луна, располагаются на одной прямой. Земная тень, в моменты лунных затмений, ложится на Луну. Лунные затмения бывают полные и частные в зависимости от того, покрывает тень весь лунный диск или его часть.

Первое затмение в 2018-м будет полным лунным и произойдет 31 января в полнолуние. Фаза максимума затмения наступит в 17:30 по тбилисскому времени, которое хорошо будет наблюдаться на Аляске, Северо-Западе Канады, в Восточной Азии и Австралии. Астрономическое явление смогут наблюдать и жители России и стран СНГ.

© photo: Sputnik / Vladimir Sergeev

Полнолуние над Московским международным деловым центром «Москва-Сити»

Еще одно полное лунное затмение в 2018-м произойдет в полнолуние 27 июля. Астрономическое явление смогут наблюдать жители России, Южного Кавказа, Ближнего Востока и Южной Африки.

В это затмение естественный спутник Земли пройдет через центр земной тени, а продолжительность полного теневого затмения составит 103 минуты, что в текущем столетии является максимальным значением.

Это затмение в разных фазах будет наблюдаться на всех материках Земли, кроме Северной Америки. Общая продолжительность теневого затмения составит почти четыре часа.

Солнечные

Солнечные затмения — астрономическое явление, во время которого Луна закрывает собой частично или полностью солнечный диск. Это астрономическое событие происходит, когда в одну прямую выстраиваются Солнце, Луна и Земля, отчего создается впечатление, что естественный спутник нашей планеты затмевает собой Солнце.

Жителям Земли полных солнечных затмений увидеть в 2018-м не придется, а вот частных, ожидается целых три.

© photo: Sputnik / Vitaly Belousov

Первое частное солнечное затмение произойдет 15 февраля при новолунии, полоса затмения пройдет по акватории Тихого и Атлантического океанов, по территории юга Южной Америки и по Антарктиде. По тбилисскому времени максимальная фаза затмения ожидается в 00:52 16 февраля.

Второе частное солнечное затмение произойдет при новолунии 13 июля. Наблюдать это астрономическое явление смогут только в акватории Тихого и Индийского океанов, Антарктиде и в южной части Австралии. Максимальная фаза затмения по тбилисскому времени произойдет 07:02.

Третье — произойдет при новолунии 11 августа. Максимальная фаза затмения наступит в 13:47 по тбилисскому времени. Частные фазы увидят жители стран, расположенных в северных и средних широтах — Северной Америки, Скандинавии, России, Монголии и Китая.

Суперлуния

Редкий момент совпадения полнолуния и максимального приближения Луны к Земле называют Суперлунием. Эти астрономические явления бывают каждый год, но близкие совпадения этих двух моментов (перигея и полнолуния), по мнению астрономов, бывают довольно редко.

В 2018 году ожидаются два Суперлуния и оба в январе. Новогоднее Суперлуние 2018 года можно наблюдать с вечера 1 января до утра 2 января, то есть всю ночь над южным горизонтом, при условии ясной безоблачной погоды.

Луна подойдет очень близко к Земле в 01:56 по тбилисскому времени, а в 6:25 тбс произойдет полнолуние. В ночь на 2 января Суперлуна будет находиться высоко над созвездием Ориона в Близнецах, так что наблюдателей ожидает красивая картина.

Суперлуние 31 января 2018 года совпадет с полным лунным затмением, которое произойдет в 19:28 по тбилисскому времени.

Звездопады

Каждый житель планеты мечтает хоть раз увидеть звездопад — необычно красивое астрономическое явление и, соответственно, загадать желание. В 2018-м у жителей Земли такая возможность будет и неоднократно.

Первый звездопад 2018 года — метеоритный поток Квадрантиды. Это потоки с радиантом в созвездии Волопаса. Он длиться всего шесть дней, с 1 по 6 января. Но наибольшей активности метеорный поток достигает в ночь с 3 на 4 число, во время которого наблюдается от 45 до 200 метеоров в час.

Наблюдать это астрономическое событие смогут жители Северного полушария. Метеорный поток отличается большим количеством слабых метеоров и средней скоростью, поэтому нужно запастись терпением.

Лириды

Потрясающее зрелище уже несколько столетий дарит землянам созвездие Лиры — весенний метеорный поток Лириды, который ожидается с 16 по 25 апреля. По мнению астрономов, это один из самых древних «звездных дождей» — упоминание о нем можно встретить еще до нашей эры.

© photo: Sputnik / Vladimir Trefilov

В 2018 году пик звездопада придется на 22-23 апреля, а общая интенсивность составит примерно 20 метеоров в час. Насладиться этим необычайным астрономическим зрелищем смогут жители Северного полушария.

Аквариды

Наблюдать звездопад Аквариды земляне смогут как обычно в первых числах мая. Радиант метеорного потока располагается в созвездии Водолея. Пика активности Аквариды, которые начинаются сразу после прохождения Лирид, достигают 6-7 мая.

Аквариды лучше всего видны в Южном полушарии — на пике активности метеорный поток достигает 60-70 метеоров за один час. Менее яркое астрономическое событие ожидает жителей Северного полушария.

Персеиды

Один из самых популярных метеорных потоков, который будет радовать землян с 10 по 20 августа. Пик активности звездопада обычно приходится на 12-14 августа.

Персеиды представляют собой частички хвоста кометы Свифта-Таттла, которая приближается к нашей планете примерно 1 раз в 135 лет. Последний раз комета приблизилась к нашей планете в декабре 1992 года.

На пике своей интенсивности Персеиды показывают в час до 100 метеоров и полюбоваться этим самым популярным и ярким астрономическим событием года смогут жители всего Северного полушария Земли.

Ориониды

В октябре на Землю прольется звездопад Ориониды. Этот красивый метеорный поток, радиан которого находится в созвездии Ориона, земляне смогут наблюдать 16-27 октября.

Ориониды относительно слабый метеорный поток — пик активности выпадает на 21-22 октября, а средняя интенсивность достигает 20-25 метеоров в час.

Этим красивейшим астрономическим явлением смогут насладиться жители всей Земли, но наиболее красочное зрелище увидят жители стран Северного полушария, в том числе и Грузии, где Орион лучше виден.

Тауриды

Звездопад Тауриды жители нашей планеты смогут наблюдать с 7 сентября по 19 ноября. Тауриды — общее название для двух метеорных — северного и южного, порождающих звездопады.

Пик активности в 2018 придется на 5-6 ноября. Оба этих метеорных потока обладают низкой интенсивностью, не более 5-7 метеоров в час, однако эти метеоры очень крупные и яркие, а потому хорошо заметны в ночном осеннем небе.

Наблюдать это астрономическое событие смогут жители как Северного, так и Южного полушария, но в разное время.

Леониды

Земля ежегодно проходит через звездопад Леониды, известный своими яркими и обильными вспышками метеорный поток, 15-22 ноября. Пик активности метеорного потока, радиант которого находится в созвездии Льва, обычно приходится на 17-18 ноября. В период пика на небе можно наблюдать не более 10 ярких метеоров в час.

Увидеть звездопад Леониды можно будет из любой точки Земли, хотя жителей Северного полушария ожидает более красочное астрономическое событие.

Геминиды

Интенсивный и красивый метеорный поток Геминиды, радиант которого находится в созвездии Девы, земляне смогут наблюдать 7-18 декабря.

Максимальной интенсивности этот поток достигает 13-14 декабря — в этот период можно будет наблюдать до 100 ярких и красивых метеоров в час.

Метеорный поток Геминиды можно будет наблюдать из любой точки земного шара, но особенно яркое и красочное шоу ожидает жителей Северного полушария.

Урсиды

Звездопад Урсиды дает последний шанс в году землянам загадать желание — он проливается на Землю 17 декабря и продолжается около 7 дней. Радиан Урсидов находится в созвездии Малой Медведицы.

Пика своей активности последний метеорный поток года достигает 20-22 декабря. Интенсивность Урсид невелика, в час можно увидеть до 10 «падающих звезд» или менее.

Урсиды видно только в Северном полушарии, так как это самый северный метеорный поток.

Материал подготовлен на основе открытых источников

Выздоровевших от коронавируса необходимо будет наблюдать и дальше

Статистика развития пандемии в нашей стране в принципе позитивна — на 14 мая выздоровели уже около 54 тысяч человек. Однако в научных публикациях отмечается, что после коронавирусная пневмония поражает часть клеток легких и снижает их функцию.

Как это скажется на здоровье тех, кто перенес эту инфекции? Будут ли они нуждаться в дальнейшем лечении? За разъяснениями «РГ» обратилась к заведующему кафедрой пульмонологии Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова (Санкт-Петербург), доктору медицинских наук, профессору Александру Емельянову.

Александр Викторович, понятно ли сегодня специалистам: обратимо или нет поражение легких после коронавирусной пневмонии? Восстановится ли их функция полностью?

Александр Емельянов: COVID-19 является третьей эпидемией в 21 веке, связанной с коронавирусом. Две первые (SARS и MERS) наблюдались в 2003 и в 2012 годах, но они сопровождались пневмониями, поражающими преимущественно одно легкое. Примерно у трети пациентов в течение нескольких месяцев после выздоровления отмечались остаточные изменения в легких, в том числе легочный фиброз. (Фиброзом называют разрастание соединительной ткани в полых и паренхиматозных органах, то есть тех, что состоят из массы рабочих клеток — печени, легких, почках и т.д. — ред.). Новый коронавирус, вызвавший пандемию 2020 года, гораздо чаще вызывает поражение обоих легких. Предварительные данные коллег из Китая свидетельствуют о том, что у значительной части перенесших тяжелую форму COVID-пневмонии и длительную искусственную вентиляцию, у пожилых, курильщиков, пациентов с хроническими заболеваниями легких при контрольной компьютерной томографии наблюдаются морфологические изменения в легких. Однако мы не пока не знаем, насколько стойкими они являются. Ответ на этот вопрос будет получен только в процессе длительного наблюдения за пациентами.

Есть ли уже понимание, как это наблюдение должно быть организовано? В каких медучреждениях, какими специалистами? Есть ли научная программа изучения клинических проявлений коронавирусной инфекции?

Александр Емельянов: Исследование легких у пациентов, перенесших COVID-19, включает два основных направления: компьютерная томография (изучение морфологических изменений) и оценка функции дыхания в динамике (спирография и др.). Этим занимаются врачи-пульмонологи различных медицинских учреждений (поликлиник, консультативно-диагностических центов, клинических баз медицинских вузов, НИИ и т.д.).

В нашей стране, как и в других странах мира, продолжается изучение клинических проявлений COVID-19. Их перечень постоянно пополняется. Особое внимание уделяется внелегочным проявлениям, в том числе со стороны сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта, почек.

Каковы рекомендации врачей-пульмонологов выздоровевшим: режим движения, нагрузок, дыхательная гимнастика и т.д.?

Александр Емельянов: По данным врачей из США и Китая, примерно у половины перенесших инфекцию в легких и бессимптомных формах, в течение 2-8 дней отмечалось выделение вируса. В связи с этим после выздоровления им до 14 дней необходимо соблюдать режим самоизоляции. Людям, имеющим хронические заболевания легких (бронхиальную астму, хроническую обструктивную болезнь легких и др.), важно продолжать лечение, назначенное врачом до заболевания COVID-19. Большое значение имеет категорический отказ от курения. Для полного восстановления функции легких рекомендуется дыхательная гимнастика. Сдавать плазму крови для лечения других пациентов можно не ранее, чем через 2 недели после выздоровления.

Требуется ли таким пациентам медикаментозная поддержка после лечения в стационаре?

Александр Емельянов: Как и после других респираторных инфекций, после выздоровления от COVID-19 рекомендуется лечение витаминами (А, Е, С, D) и микроэлементами (селен, цинк, медь, железо), укрепляющими иммунитет и защитные силы организма.

На заседании Отделения медицинских наук РАН высказывалось предположение, что повторные эпизоды заражения невозможны, но коронавирусная инфекция может принять хроническую форму. Есть ли клинические подтверждения этой гипотезы? Или речь может идти о хроническом вирусоносительстве?

Александр Емельянов: Возникает ли стойкий иммунитет после перенесенной инфекции, мы пока только продолжаем изучать. Повторное заражение вирусом и хроническое вирусоносительство пока достоверно не доказаны. Вероятно, это связано с тем, что коронавирус, в отличие от вирусов гепатита В, С и ВИЧ, не проникает в ядра клеток.

В случае снижения функции легких после коронавирусной пневмонии доступны ли для этих людей будут профессии или виды спорта, хобби, требующие больших дыхательных нагрузок? Например, бег, горный туризм, дайвинг и т.п.?

Александр Емельянов: Если дальнейшие наблюдения за пациентами покажут, что нарушения в работе дыхательной системы развиваются, то все зависит от их выраженности в каждом конкретном случае. При легких нарушениях рекомендуется постепенные тренировки с медленным увеличением физической активности под наблюдением врача.

Потребуется ли после завершения пандемии дополнительное обучение врачей-пульмонологов, а также врачей первичного звена (участковых терапевтов и педиатров, врачей общей практики и пр.) по проблематике коронавирусной инфекции?

Александр Емельянов: Подготовка как врачей-специалистов, так и врачей первичного звена является очень важной задачей. Она проводится уже сейчас, т.к. врачи допускаются к работе только после прохождения соответствующего обучения. Образование врачей различных специальностей должно быть постоянным, так как коронавирусная инфекция интенсивно исследуется учеными всего мира, и данные о ней постоянно обновляются. Не исключается вторая волна пандемии, к которой мы должны быть готовы. В этом плане настораживает появление новых случаев заболевания после ослабления карантинных мер в китайском Ухане — 6 новых заболевших после 36-дневного их отсутствия, 11 случаев в провинции Цилинь, а также данные по Германии.

Куда могут обращаться люди, перенесшие коронавирусную пневмонию, если почувствуют снижение функции легких — например, не смогут переносить длительные физические нагрузки, вести привычные спортивные занятия, будут ощущать одышку и т.п.?

Александр Емельянов: При появлении респираторных симптомов после выздоровления от COVID-19 следует обращаться к врачу-пульмонологу, который назначит необходимый объем исследований.

Почему бывают северные сияния и как их не пропустить

Вечером во вторник жители Москвы и других областей Центральной России смогли увидеть северное сияние. Отдел науки «Газеты.Ru» рассказывает о том, что вызвало это красочное явление, и предупреждает, что, возможно, в ближайшие часы оно повторится.

Вечером во вторник жители ряда регионов России стали сообщать о том, что им удалось увидеть северное сияние. Причем речь шла не только о северных регионах – Санкт-Петербург, Великий Новгород, Карелия и Коми, но и о более южных областях, таких как Московская, Тверская и Смоленская. С фотографиями полярного сияния можно ознакомиться в фоторепортаже «Газеты.Ru», а в этом тексте будет рассказано о причинах этого явления и вероятности увидеть его в ближайшие дни.

Что такое полярное сияние?

Полярное (северное) сияние – это явление свечения верхних слоев атмосферы Земли, вызванное движением заряженных частиц солнечного ветра в магнитном поле планеты. Обычно полярные сияния наблюдаются в так называемых авроральных зонах — зонах-поясах, которые расположены в высоких широтах, так как окружают магнитные полюса Земли. Но этим вечером планету достигла настолько мощная вспышка, что полярное сияние удалось увидеть жителям более южных широт, в том числе и в Москве.

Чтобы понять природу северного сияния, нужно представить себе Землю как большой магнит.

close

100%

Магнитосфера Земли, искаженная солнечным ветром.

Н.Л.Александров, МФТИ«Соросовский образовательный журнал», т. 7, N 5, 2001

Полюса этого магнита – точки, откуда выходят силовые линии магнитного поля Земли – находятся недалеко от географических полюсов планеты, но все же не точно в них. Так, северный магнитный полюс Земли располагается в границах нынешней канадской Арктики, и, строго говоря, он является южным полюсом, ибо притягивает северную стрелку компаса.

Заряженные частицы солнечного ветра имеют довольно мощную энергию, которой достаточно для того, чтобы произвести ионизацию и возбуждение атомов и молекул газов, которые составляют плотные слои атмосферы.

Эти возбужденные атомы испускают энергию в виде света, что вызывает северное сияние.

Аналог этого явления – опыт, в котором демонстрируется разряд, возникающий при пропускании через газ электрического тока. Подобное происходит, когда наблюдается молния от грома, но там речь идет о других значениях энергий, чем при полярных сияниях.

Ученые уже довольно неплохо изучили полярные сияния и выяснили, что возбужденные атомы кислорода вызывают свечение красного и зеленого цветов. Фиолетовое и невидимое глазу инфракрасное излучение вызывают ионизованные молекулы азота. Источником слабого красного свечения могут стать атомы водорода.

Как отследить полярное сияние

Для того чтобы повысить вероятность наблюдения северного сияния, в идеале, конечно, нужно находиться в авроральной зоне. Сюрприз, подобный тому, что был во вторник, случается на широте Москвы не каждый год, по своей мощности нынешнее северное сияние опытные наблюдатели сравнивают с тем, что они видели в 1980–1990-е годы. Но на севере не всегда можно ожидать гарантированную хорошую погоду. Например, в эти дни в Мурманске — а это район полярного круга и гарантированная авроральная зона — находится специальная группа для наблюдения северных сияний, которая совместила свою поездку туда с наблюдениями предстоящего 20 марта солнечного затмения.

И можно представить чувство разочарования участников экспедиции, вызванное тем, что во вторник в Мурманске была облачная погода, а, к примеру, в Москве было ясно, то есть весьма комфортно для наблюдения полярных сияний.

Чтобы северное сияние не стало сюрпризом, отдел науки «Газеты.Ru» может посоветовать следить за солнечной активностью на специализированных сайтах. Выброс заряженных частиц Солнцем происходит не со скоростью света, как солнечное излучение, и проходит два-три дня, прежде чем солнечный ветер достигнет магнитного поля Земли и вызовет в ее атмосфере красочные всполохи. К тому же далеко не каждая вспышка на Солнце вызовет полярное сияние. Поэтому проще всего следить за так называемым усредненным планетарным индексом отклонения магнитного поля Земли от нормы — Kp-индексом. Это логарифмический индекс, который измеряется от 0 до 9 баллов. 5–6 баллов — это геомагнитная буря, 7–8 баллов — геомагнитный шторм. В Мурманске можно увидеть полярное сияние при значении Kp около 3, в Москве — около 6.

close

100%

Планетарный Kp индекс, показывающий, где и при каких значениях можно наблюдать полярное сияние.

МФТИ«Соросовский образовательный журнал», т.7, N 5, 2001

Опытные наблюдатели полярных сияний в последние годы начали устанавливать себе на смартфоны специальные программы, которые сообщают о том, если индекс Kp начинает повышаться.

На момент сдачи материала индекс, по данным сайта http://www.swpc.noaa.gov, где публикуется информация о космической погоде по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), Kp-индекс составлял 8. По анимации полярных сияний за последние часы можно заметить, что зона с сияниями уже ушла к северо-западу от Москвы.

Но ничто не мешает этой зоне вернуться: нынешнее полярное сияние стало следствием мощной вспышки на Солнце, которая наблюдалась 15 марта.

Эта вспышка не является единственной: на протяжении последующих 36 часов произошли еще три вспышки, и только во вторник Солнце немного успокоилось. Так что отдел науки «Газеты.Ru» советует почаще смотреть на небо в темное время суток как этой, так и предстоящей ночью.

3 Измерение 1: Научная и инженерная практика

18. Абд-Эль-Халик, Ф., Бужауд, С., Душль, Р., Ледерман, Н.Г., Мамлок-Нааман, Р., Хофштейн, А., Ниаз, М., Треагуст, Д., и Туан , Х. (2004). Исследование в естественнонаучном образовании: международные перспективы. Научное образование, 88 (3), 397-419.

19. Форд, М. (2008). Дисциплинарные полномочия и подотчетность в научной практике и обучении. Научное образование, 92 ( 3), 404-423.

20.Берланд, Л.К., и Райзер, Б. (2008). Смысл аргументации и объяснения. Научное образование, 93 (1), 26-55.

21. Клар Д. и Данбар К. (1988). Двойной пространственный поиск при научном рассуждении. Когнитивные науки, 12 (1), 1-48.

22. Кинд П., Осборн Дж. Ф. и Сзу Э. (в процессе подготовки). Модель научного мышления . Стэндфордский Университет.

23. Шварц, К.В., Райзер, Б.Дж., Дэвис, Э.А., Кеньон, Л., Ахер, А., Фортус Д., Шварц Ю., Хуг Б. и Крайчик Дж. (2009). Развитие процесса обучения научному моделированию: сделать научное моделирование доступным и значимым для учащихся. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 46 (6), 632-654.

24. Национальная инженерная академия и Национальный исследовательский совет. (2009). Инженерное дело в образовании K-12: понимание состояния и улучшение перспектив . Комитет по инженерному образованию К-12. Л. Катехи, Г.Пирсон и М. Федер (ред.). Совет по научному образованию, Образовательный центр, Отдел поведенческих и социальных наук и образования. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

25. Национальная инженерная академия. (2010). Стандарты инженерного образования K-12? Комитет по стандартам инженерного образования К-12. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

26. Огборн Дж., Кресс Г., Мартинс И. и Макгилликадди К. (1996). Объяснение естественных наук в классе .Букингем, Англия: Издательство Открытого университета.

27. Дуит, Р. (1991). О роли аналогий и метафор в изучении науки. Научное образование, 75 (6), 649-672.

28. Лонгино, Х. (1990). Наука как общественное знание . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.

29. Голдакр Б. (2008). Плохая наука . Лондон, Англия: HarperCollins.

30. Циммерман С., Бизанц Г.Л., Бизанц Дж., Клейн Дж.С. и Клейн П.(2001). Наука в супермаркете: сравнение того, что появляется в популярной прессе, советы экспертов читателям и то, что хотят знать студенты. Общественное понимание науки, 10 (1), 37-58.

31. Александр Р.Дж. (2005). На пути к диалогическому обучению : Переосмысление беседы в классе. Йорк, Англия: Dialogos.

32. Чи, М. (2009). Активно-конструктивно-интерактивный: концептуальная основа для дифференциации учебной деятельности. Темы когнитивных наук, 1 , 73-105.

Замечательный случай «физических явлений»

АТЛАНТИЧЕСКИЙ ЕЖЕМЕСЯЧНИК.

Журнал литературы, науки , Искусство и политика .

ТОМ. XXII. — АВГУСТ 1868 ГОДА. — НЕТ. CXXX.

Предлагается дать простое и правдивое изложение фактов, касающихся очень заметного случая явлений, известных спиритуалистам как «физические проявления», рассматриваемых учеными в целом как «трюки жонглирования», а по здравому смыслу практичные люди рассматривали их как чудесные явления природы, причина которых так и не была объяснена.

Этот случай во многих отношениях напоминает случай с французской крестьянской девушкой Анжеликой Коттен, так хорошо описанный Робертом Дейлом Оуэном в сентябрьском номере Atlantic Monthly 1864 года в статье, озаглавленной «Электрическая девушка из Ла Перьера», которая (

Главный интерес, который может быть связан с этой статьей, заключается в том факте, что описываемые в ней события относятся к очень недавнему времени, т. е. произошли в течение последних нескольких месяцев, — и поддаются проверке.

Кроме того, можно добавить, что автор является убежденным скептиком в отношении так называемой доктрины спиритуализма. Действительно, тщательное изучение этих явлений, свидетелем которых он сам был, укрепило его в убеждении, что приписывать их производство духам усопших есть нелепая глупость, заблуждение и обман.

Мэри Кэррик — восемнадцатилетняя ирландка, приехавшая в эту страну в мае 1867 года. Она очень невежественна, как и большинство ее класса, но быстро учится всему, что требуется.До отъезда с родины она недолго жила в дворянской семье в качестве «горничной на всех работах» и всегда была здорова, за исключением сильного приступа лихорадки, случившегося за несколько месяцев до отъезда. дома. Из переписки с джентльменом, у которого она служила в Ирландии, мы находим, что о ней никогда не было обнаружено ничего примечательного, за исключением того, что одно время она была сомнамбулой, но, похоже, избавилась от своей склонности к лунатизму.

Сразу после приезда она поселилась в одной из очень респектабельных семей в одном из крупных городов Массачусетса. В это время она выглядела совершенно здоровой. Она исполняла возложенные на нее обязанности самым приемлемым образом, и ничто в ее внешности или поведении не вызывало особого внимания. Она редко выходила из дома, и в то время, когда происходили события, которые мы собираемся описать, у нее не было знакомых шести человек вне семьи.Она прожила в таком положении около шести недель, когда 3 июля колокольчики, висевшие на кухне и сообщавшиеся с наружными дверями и комнатами, зазвонили необъяснимым образом. Это будет происходить с интервалом в полчаса или дольше, днем ​​и вечером, но не ночью. Сначала это приписывали выходкам крыс на проводах. Проверка показала, что это невозможно; хотя, чтобы не сомневаться, провода от колокольчиков были отсоединены; но звон продолжался по-прежнему.Эти колокола висят под потолком комнаты высотой одиннадцать футов. Они никогда не звонили, если девушка не находилась в этой комнате или в соседней, но часто видели и слышали, как звонят, когда в комнате с девушкой находились разные члены семьи. Звон был не просто ударом колокола, но было сильное волнение всех колоколов, такое, какое могло бы быть вызвано энергичным использованием тяги, если бы они были соединены. Тщательное исследование, проведенное писателем и другими, показало, что не существует никакого механизма или другого приспособления, с помощью которого можно было бы произвести звон.Через несколько дней после начала звона раздались частые громкие и пугающие удары, которые, казалось, раздавались по стенам, дверям или окнам комнаты, где могла работать девушка. Издаваемые таким образом звуки были такими же громкими, как обычно после ловкого прикладывания костяшек пальцев к любому деревянному предмету. Их слышали все члены семьи и многие другие, которых любопытство побудило войти, чтобы проверить своими чувствами то, во что они не спешат поверить. Эти происшествия увеличивались день ото дня и становились источником большого раздражения.Девушка, невежественная и суеверная от природы, очень возбудилась; и с величайшим трудом ей удавалось сохранять относительное спокойствие в часы бодрствования, в то время как ночью во сне она постоянно бредила. Она очень плакала, протестовала, что не имеет никакого отношения к происходящему, и умоляла семью не отсылать ее, так как у нее в деревне нет ни одного друга, к которому она могла бы поехать, и никто из соотечественников ее не возьмет. в, потому что дело уже стало известно, и они сторонились ее, как самого лукавого.Явные спиритуалисты подали несколько заявлений, предлагая взять девушку и обеспечить ее; но помещать ее под такой сомнительный надзор не считалось целесообразным. В конце концов было решено оставить ее и попытаться пережить неприятные явления, которые, как мы увидим, были только началом неприятностей.

Зарегистрировано в соответствии с Актом Конгресса в 1868 году ТИКНОРОМ И ФИЛДСОМ в канцелярии клерка окружного суда округа Массачусетс.

Следует отметить, что упомянутые стуки преследовали девушку из комнаты в комнату и могли быть слышны в ее комнате ночью, когда она находилась в глубоком сне. Так продолжалось почти три недели, когда стали происходить события более экстраординарного характера. Стулья были опрокинуты, посуда брошена, столы подняты и передвинуты, по комнате разбросана различная кухонная утварь. До 1 августа никаких особых записей об этих происшествиях не производилось; после этого времени и до тех пор, пока явления полностью не прекратились, стали делаться точные ежедневные заметки, из которых здесь взяты некоторые выдержки.

«5 августа Мэри стирала белье, когда скамья, на которой стояли две большие ванны, наполненные водой, внезапно сдвинулась на несколько дюймов. не было достаточно близко, чтобы коснуться его. За этими явлениями наблюдали разные члены семьи».

«6 августа Мэри гладила. Стол, за которым она работала, постоянно поднимался и беспокоил ее так сильно, что она переносила свою работу на другой стол, где повторялась та же операция, и ее утюг, который она на мгновение оставила, был брошен на пол.Эта досада всегда повторялась всякий раз, когда она работала утюгом, и более или менее в другое время. Его видели все члены семьи и другие лица. Писатель видел, как стол поднялся таким образом, когда ни девушка, ни кто-либо другой не были достаточно близко, чтобы коснуться его. Это случалось, когда на нем сидел девятилетний ребенок, а также когда люди пытались его удержать. Эта склонность к подъему, казалось, сообщалась всему подвижному. Крышки дровяника и стирального котла постоянно хлопали.Тяжелая плита из мыльного камня толщиной в полтора дюйма и весом в сорок восемь фунтов, служившая верхом ящика, часто подвергалась такому же воздействию.

«6 августа, когда Мэри убирала «чайную посуду» и собиралась поставить на эту плиту металлический поднос, наполненный посудой, она внезапно взлетела и ударилась о дно подноса с такой силой, что опрокидывать на него посуду». Это видел кто-то из членов семьи, и впоследствии это часто случалось. Камень также часто сильно выбрасывался, когда Мэри возилась с раковиной рядом с ним.В последний раз, когда это произошло 25 августа, писатель сидел рядом с ним и наблюдал за движением, которое повторялось несколько раз в течение часа. Внезапно оно поднялось и упало с огромной силой, разорвавшись надвое посередине, а Мэри в тот момент как раз выжимала свою «кухонную тряпку». Вскоре после этого одна половинка была брошена на пол; а затем осколки были выброшены из дома на землю, где они и остались в покое. Следует добавить, что этот необычайно подвижный камень несколько дней назад был снят с места и уложен на полу в соседней комнате, а на него поставлено тяжелое ведро; но по мере того, как продолжались те же движения, он был перемещен на свое место с целью наблюдения за эффектом и с ранее указанным результатом.Он также был когда-то закреплен на своем месте деревянными зажимами, которые были с силой сорваны. Кроме того, следует особо отметить, что другая плита из мыльного камня, в которой установлен медный котел для стирки и которая оторвалась от кирпичной кладки, была расколота и брошена на пол таким же образом; показывая, что сила, какой бы она ни была, оказывает поразительное воздействие на этот вид материала. Кусок того же, весом в несколько фунтов, также был брошен на кухню из умывальника, причем в последней комнате в это время никого не было. Обыкновенный вишневый стол, стоявший в кухне у стены, часто выходил в комнату, а однажды совсем опрокинулся на свою верхушку.

“ 20 августа неоднократно происходили движения стола. В этот день на пол была брошена большая корзина с одеждой. Маленькая доска для чистки ножей, висевшая у стены, была брошена через всю кухню. Двери постоянно хлопали, если не были заперты или заперты.

“ 26 и 27 августа было очень шевеление глины, тишины не было и получаса.Постукивания (происходившие ежедневно) в эти дни были особенно сильными. Стулья и другие движимые вещи были разбросаны; большое корыто, наполненное замоченной одеждой, было выброшено из формы для стирки на пол и опорожнено; табуретка, на которой стояло ведро с водой, двигалась по полу; фарфоровый чайник, стоявший в раковине, поднялся за борт и упал на пол. Передвижная мебель в девичьей комнате была так взволнована, что, за исключением кровати, вся она была вынесена из комнаты для тишины.

Вышеизложенное лишь некоторые из различных явлений, происходивших с 3-го по 27-е августа, за все время был только один день, когда ничего подобного не происходило. В последний упомянутый день девушку отослали на два дня, чтобы посмотреть, какой может быть эффект. Вечером 29-го она вернулась и сообщила, что ничего необычного за время своего отсутствия не видела и не слышала. Следует также отметить, что во время ее отсутствия семья не испытала никаких неприятностей.Но уже через два часа после ее возвращения демонстрации снова начались.

Нет необходимости подробно останавливаться на них. Достаточно сказать, что сцены, подобные тем, что были в предыдущие дни и недели, ежедневно повторялись со дня ее возвращения до ночи 12 сентября, когда ее нервная система не выдержала, и ее внезапно охватил сильный приступ истерии. Во время приступа, который продолжался два или три часа, она находилась в бессознательном состоянии и могла быть удержана на своей кровати только совместными усилиями ее помощников.После стихания приступа спала спокойно до утра. Несколько дней она оставалась в очень возбужденном состоянии, а в ночи 15 и 17 числа пароксизм возобновился, но без потери сознания. Эти приступы не характеризовались какими-либо весьма своеобразными симптомами, за исключением, быть может, очень тягостного ощущения, относящегося к основанию мозга. Время от времени она хватала свою служанку за руку и клала ее себе на затылок, одновременно жалуясь на странные звуки.У нее также были сильные приступы кровотечения из носа, которые, казалось, в некоторой степени облегчали ее состояние.

Со дня ее прострации до ее перевода в психиатрическую лечебницу 18 числа никаких явлений не происходило.

По прошествии трех недель она считалась достаточно выздоровевшей, чтобы вернуться к своей работе; и жалость к ее состоянию, а также любопытство понаблюдать, вернутся ли явления, побудили семью снова принять ее на службу.

Она вернулась в очень счастливом расположении духа и сравнительно спокойной; но было замечено, что она очень нервничала и вдруг вздрагивала при малейшем шуме, хоть сколько-нибудь напоминавшем стук или движение мебели, которые прежде так раздражали ее и доводили до безумия. Но ни одно из явлений больше никогда не повторялось. Она казалась очень здоровой, очень располнела и исполняла свои обязанности с готовностью. Желая научиться читать и писать, один из членов семьи взял на себя задачу научить ее.

Она оказалась очень способной ученицей и добилась значительных успехов. Однако временами она жаловалась на сильное головокружение; но ничего серьезного не произошло до примерно шести недель после ее возвращения, когда в ночь на 28 ноября у нее случился приступ сомнамбулизма , первый подобный случай с момента приезда в эту страну.Она встала и оделась, пошла в комнату своей хозяйки и попросила разрешения выйти помыть снаружи окна. Ее состояние было немедленно обнаружено, и ее с некоторым трудом уговорили вернуться в постель. Утром она ничего об этом не помнила. В следующие и пять ночей подряд это повторялось. Примерно в тот же час ночи она вставала, спускалась по лестнице, обыкновенно в ночной рубашке, без света, и занималась своими делами. Она подметала комнаты, вытирала пыль с одежды, чистила ножи, выходила на улицу (и это была холодная погода) и чистила ступени, садилась в темноте и занималась уроком чтения и правописания и, наконец, через час или два возвращалась. в кровать.Однако на пятую ночь природа сдалась, и она снова перешла в состояние истерии. Ее снова перевели в приют, где она и сейчас остается, хотя, похоже, полностью выздоровела и работает там горничной.

Вот вам и факты в этом экстраординарном деле, — факты хорошо засвидетельствованы и не противоречат друг другу. Что касается теории «движущей причины», то у нас ее нет. Но теперь мы приступаем к изложению результатов наблюдений и экспериментов, имеющих отношение к данному случаю, отсылая их объяснение к тем, кто компетентен высказать свое мнение. поддержать эту теорию.Уже сообщалось, что постукивания в комнате девушки неоднократно слышали члены семьи, которые заходили туда после того, как она спала. Шум, казалось, был в дверях, а иногда и в изножье кровати, а иногда, поскольку они были очень громкими, она вздрагивала во сне и кричала, как будто в крайнем ужасе.

Придумав, что звуки могут производиться электричеством, писатель сделал каркас кровати идеально изолированным, поместив стойки на стекло. Эффект был всем, чего можно было желать. Хотя постукивания продолжали преследовать ее весь день из комнаты в комнату и ночью в ее комнату, однако, как только она легла в постель, все подобное прекратилось. В течение шести недель или дольше каркас кровати оставался таким изолированным; и ни разу не было слышно стука, кроме одного случая, когда экспертиза показала, что изоляция разрушена, одна из стоек соскользнула со стекла. Он был заменен с тем же эффектом, что и раньше. Был предпринят другой эксперимент, аналогичный описанному.Упомянутый ранее вишневый стол на кухне, за которым Мэри ела, почти всегда был взволнован, когда она садилась за еду. В такие времена также стуки были очень громкими и частыми, беспокоя ее так сильно, что у нее не было желания есть. В одном или двух случаях это имело место особенно, и средство от этого искали в изоляции. Стол и ее стул были поставлены на стекло, но не успела она сесть, как первый вдруг спрыгнул с изоляторов, но тотчас же был поставлен на место, когда она села на свое место, и смогла спокойно закончить трапезу, так как движений и никакого рэпа. Впоследствии это было повторено с таким же успехом. Было очевидно, что, какой бы ни была эта сила, будь то электричество или нет, между девушкой и этими неодушевленными предметами из дерева, камня, железа и другого материала действительно существовало какое-то притяжение, которое всякий раз приводило их в движение. она была рядом с ними, и они не были изолированы. В связи с этим следует заметить, что перемещение мебели и т. д. редко происходило в комнатах с шерстяными коврами на полу, а в основном ограничивалось комнатами с голыми полами или масляными коврами и циновками.Стук в таких комнатах также был более частым и громким. В ежедневном журнале, который велся, каждый день тщательно отмечалось состояние погоды, и какое-то время считалось, что явления гораздо более часты в ясный день, чем в сырой или знойный; но внимательное изучение этой записи показывает, что некоторые из наиболее заметных и жестоких демонстраций на самом деле происходили в очень дождливые дни, хотя последние обычно были более тихими, чем дни ясной погоды. Таким образом, может показаться, что явления, хотя и кажутся в какой-то степени электрическими, не во всех случаях подчиняются известным законам электричества.

До сих пор автор заявлял, что он является полным скептиком в отношении так называемой доктрины спиритуализма. То же самое можно сказать о каждом члене большой семьи (десять человек), в которой произошли эти события. За исключением самой девушки, никто из домашних никогда не нервничал ни в малейшей степени, не говоря уже о том, чтобы поверить, что духи усопших вернулись на землю только для того, чтобы заявить о своем присутствии с помощью таких явно нелепых средств.

Но спиритуалисты, которых много в сообществе, где произошли эти события, очень увлеклись этим вопросом.Семья была чрезвычайно раздражена частыми просьбами представителей этого класса лиц о привилегии войти, чтобы стать свидетелями «проявлений», как они их называют, и увидеть девушку. Но ни один из них так и не был принят, и девушка еще ни разу не вступала в общение с человеком такого характера. О спиритуализме она никогда не слышала в старой стране, и когда кто-нибудь говорил о «медиумах», у нее, казалось, возникало ощущение, что созерцать их — нечто ужасное. Но хотя никаких спиритуалистов для просвещения нас не приглашали, мы трижды устраивали между собой «кружки», желая проверить дело.

В такие моменты, сидя вокруг большого обеденного стола с бедной простодушной и охваченной ужасом девушкой посредине, мы на полном серьезе устраивали фарс, приглашая на общение присутствующих духов. Время от времени раздавались стуки, задавались вопросы и использовался алфавит в наиболее одобренной манере этих 90 069 таинственных кругов, 90 070, но ни разу не вызвав ни малейшего проблеска разума; и был сделан вывод, что если и были каких-либо духов, то их воспитанием должно было быть прискорбно пренебрежено, пока они были на земле, и что не было сделано никаких улучшений с тех пор, как они перешли в другой мир.Но от этой глупости вскоре отказались, что привело лишь к сильному возбуждению девушки, нервная система которой теперь была в ужасном состоянии. День ото дня она становилась все более возбужденной и быстро теряла тело. Она жаловалась на сильную боль в голове и сильный шум в ушах. Временами она впадала в своего рода летаргию, граничащую с «состоянием транса». Но она продолжала работать. Одна из дам в доме имела обыкновение ходить в церковь, чтобы попрактиковаться в игре на органе, и иногда брала Марию «подуть», от чего она была в полном восторге, но большой трудностью в такие времена было не давать ей заснуть. музыка усыпляла ее; и была замечена такая особенность, что, пока на органе играли тихо, она бодрствовала и исполняла свою партию на «мехах», но когда начиналась громкая игра, она неизменно становилась сонной, и стихающий ветер вскоре стихал. сообщить, что она погрузилась в сон.Ночью, во сне, она пела часами, хотя никогда не слышала, чтобы она пела в моменты бодрствования, будучи в очень несчастном расположении духа.

Мы говорили о ее сомнамбулических привычках. К этому следует добавить еще одно достижение — «ясновидение».

Самый яркий пример последнего показан в ее заявлении о том, что молодая женщина, член семьи, которая отсутствовала в далеком городе в течение нескольких недель, заболела.Казалось, она очень расстроена из-за этого, но ее уверили, что о ней только что сообщили и что она совершенно здорова. Но она не успокоилась и заявила, что юная леди больна и сильно страдает от очень сильной язвы на руке. И это оказалось именно так, как она утверждала, и является лишь еще одним свидетельством этой необычайной силы, существование которой наука теперь допускает, хотя и не может полностью объяснить ее. Эти вещи упоминаются здесь просто из-за возможного отношения, которое они могут иметь к физиологическому аспекту этого замечательного случая.

Можно задать вопрос: почему в течение длительного периода этих странных явлений, которые происходили почти каждый день в течение десяти недель, не было начато научное исследование? Отвечаем, что такую ​​искали семья и другие заинтересованные лица. По прошествии четырех недель после начала явлений было сделано письменное изложение фактов, которое было представлено с должным одобрением двум ученым профессорам одного из наших учебных заведений с просьбой прислать кого-нибудь надлежащего человека. наблюдать и экспериментировать.К нашему удивлению, к сообщению отнеслись с пренебрежением и вернули заявление о том, что нам навязывают; что такие вещи не могли произойти иначе, чем через посредство какого-либо лица; они советовали постоянную бдительность, чтобы обнаружить «обман». Можно предположить, что, встретив такой отпор, не скоро будет предпринята вторая попытка призвать на помощь этих мудрецов.

Однако, следуя единственному совету, который они добровольно предложили, «постоянная бдительность» поддерживалась; за девушкой следили всеми возможными способами, чтобы обнаружить уловки, если таковые были предприняты.Достаточно сказать, что вопрос о ее честности и невиновности в этом деле был поставлен вне тени сомнения. Именно в это время был начат ежедневный журнал событий, который продолжался до тех пор, пока продолжались явления; и из этого журнала взяты экземпляры, отмеченные на этих страницах.

Отдавая должное другому профессору Учреждения, упомянутому, следует сказать, что, случайно услышав об этом случае, он выразил желание провести расследование и поручил двум своим студентам принять меры, чтобы засвидетельствовать явления; но, к сожалению, предложение поступило слишком поздно, так как, прежде чем можно было сделать приготовления, явления уже прекратились, и девушка была распростерта, как было сказано выше. Однако этому джентльмену было сделано подробное заявление, содержащее копию ежедневного журнала событий, которому он уделил пристальное внимание, и дал писателю два длинных интервью по этому поводу. Он казался очень заинтересованным и вовсе не отрицал возможности этих явлений и очень сожалел об их внезапном прекращении, препятствовавшем исследованию. Была надежда, что, когда девочка вернется, они повторятся, чтобы позволить это расследование, хотя досада на семью была велика.Тот факт, что они не вернулись, столь же странен, как и то, что они вообще произошли. По возвращении девушки все условия оказались прежними. Как было сказано, ее нервное состояние было плохим и становилось все хуже, пока она снова не упала ниц; но никаких шумов и движений, как прежде, не было. Для тех недоверчивых, которые могут сказать, что знание с ее стороны о том, что должно быть проведено расследование, предотвратило повторение, следует отметить, что такое знание было скрыто от нее, хотя она знала о первом заявлении, которое было сделано. сделано, чтобы этот вопрос рассмотрели ученые, и иногда спрашивали, когда «освященных » людей прибудут, чтобы положить конец неприятностям.

Никто не может сожалеть больше, чем автор, о том, что к приложению отнеслись так пренебрежительно; хотя смягчение поступка этих людей обнаруживается в том факте, что ранее они были самым вопиющим образом обмануты тем, что они считали случаями, подобными этому. Тем не менее мы не можем не чувствовать, что, возможно, возможность ценного дополнения к научным открытиям была упущена.

Мы верим, что придет день, когда явления, описанные здесь, будут так же удовлетворительно объяснены, как сегодня объясняются чудеса электричества.Будет ли это рано или поздно, зависит от готовности ученых мужей серьезно отнестись к явлениям, которые они теперь почти повсеместно осуждают как обман и обман, не изучив их. То, что они не происходят каждый день, не доказывает, что они не происходят. Мы допустим, что они обычно настолько перемешаны с обманными уловками так называемых спиритуалистов, что их трудно объяснить; но когда речь идет о характере рассматриваемого лица, совершенно свободном от окружения, рассчитанного на то, чтобы вызвать недоверие, мы утверждаем, что это предмет, достойный изучения любого человека.

В заключение мы хотели бы сказать, что эта статья была написана не из желания придать известность описанному здесь случаю, а с искренней надеждой и желанием, чтобы с течением времени и другими случаями подобного характера, эта запись может быть полезна для сравнения или, возможно, сама по себе может побудить компетентных людей предпринять объяснение, которым удовлетворится мир и которое может спасти от пагубных доктрин спиритуализма и от наших сумасшедших домов тысячи тех, кто сейчас безнадежно дрейф в этом направлении.

III. Развитие основных идей на основе данных — изучение физических явлений

 Когда на человека падает солнечный свет, ему становится теплее; когда солнечный свет падает на закрытую машину, сиденья, приборная панель, стальной руль и воздух внутри машины нагреваются; когда солнечный свет падает на теплицу в саду, растения, почва и воздух внутри теплицы нагреваются.

Что происходит, когда свет Солнца падает на атмосферу, сушу и океаны Земли? Дискуссии о потеплении Земли часто ссылаются на парниковый эффект . Чтобы понять, что происходит с парниковым эффектом на всей Земле, нам сначала нужно пересмотреть некоторые из центральных идей, разработанных в более ранних подразделениях, и развить некоторые дополнительные центральные идеи о световых и тепловых явлениях.

A. Развитие дополнительных основных идей о световых явлениях

Блок 1 разработал центральную идею о том, что свет можно представить как лучи, движущиеся по прямым линиям. Как показано на рис. 4.1, это было полезно при рисовании диаграмм лучей для объяснения перевернутой проекции в камере-обскуре.Такие диаграммы лучей также были полезны для объяснения видимого подъема точки внутри чашки, когда чашка наполнена водой, а также появления радуги на небе.

 

Рис. 4.1 Использование световых лучей для объяснения того, почему проекция пинхола перевернута. (Повторяется из Блока 1, рис. 1.12 и 1.15)

Иногда солнечный свет, сияющий сквозь облака, выглядит как лучи света, часто неофициально называемые солнечными лучами и известные как сумеречные лучи (http://www. atoptics.co.uk/atoptics/ray1.htm). Дети обычно рисуют изображения солнца с яркими лучами, сияющими во всех направлениях. Однако можете ли вы на самом деле увидеть лучей света, идущих от различных объектов прямо к вашим глазам?

Вопрос 4.3 Лучи света видимы или невидимы?
  • Обсудите с членами вашей группы, в каком смысле, по вашему мнению, световые лучи видны или нет.

Когда водитель видит, что сигнал светофора становится ярко-зеленым, свет должен идти от лампочки к глазам водителя, но путь световых лучей не виден.Есть ли другие переживания, в которых вы можете обнаружить что-то, даже если его путь не виден? Например, стоя рядом с духовкой, вы можете видеть духовку, но как узнать, включена ли духовка или нет?

Вопрос 4.4 Что такое «невидимый свет»?

Если вы стоите рядом с духовкой, в которой готовится обед, вы, вероятно, знаете, что духовка включена, потому что чувствуете ее тепло. Как эта энергия попадает к вам? Духовка излучает энергию , даже если вы не видите, что энергия покидает духовку и направляется к вашему телу.Этот процесс называется передачей энергии посредством теплового излучения. Ты тоже теплая и излучающая энергию!

Оборудование: Если у вас есть доступ к тепловизору или к компьютеру с эффектом «тепловизор»:

  • Что ты думаешь увидеть? Какие области вашего лица, например, могут казаться ярче, чем другие области, если смотреть через тепловизионную камеру?

Все объекты излучают энергию. Тепловизионные камеры обнаруживают тепловое излучение и отображают его на экране камеры с различными уровнями яркости, которые указывают на различные уровни температуры, как показано на рис.4.2.

 

Рис. 4.2 Инфракрасное изображение кошки. CC by-NC 2.0 https://www.flickr.com/photos/cd_1940/2481838891

Тепловизионные камеры, иногда называемые камерами ночного видения , помогают «видеть» теплые тела в темноте или в задымленных местах, таких как дома. в огне. Тепловизионные камеры имеют множество применений в сфере безопасности, правоохранительных органов, здравоохранения, электроники и технического обслуживания. Информацию о различных способах использования таких камер можно найти в Интернете по запросу «использование тепловизионных камер» и посетить веб-сайт, например https://reductionrevolution.com.au/blogs/news-reviews/69333381-over-60-unexpected-uses-of-infrared-thermal-imaging-camera-images.

Тепловое излучение также известно как инфракрасное излучение . Некоторые телескопы могут «видеть» инфракрасное излучение, испускаемое астрономическими явлениями. Изображения в видимом свете и инфракрасные изображения выглядят очень по-разному, как показано на рис. 4.3. Оба этих изображения относятся к созвездию, известному как Орион, Охотник (https://in-the-sky.org/data/constellation.php?id=61). Это созвездие видно как в северном, так и в южном полушарии.

Рис. 4.3 Изображение в видимом свете (слева) и инфракрасное изображение (справа) созвездия, известного как Орион, Охотник. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/IRAS/H. McCallon (https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08656)

На левом изображении светло-зеленые линии соединяют звезды, очерчивающие плечи, пояс и колени воображаемого охотника; меч как бы висит ниже пояса. Внутри лезвия хоккейной клюшки находится гигантское облако пыли, газа и молодых звезд, известное как туманность Ориона. Эта область активного звездообразования может быть слабо видна ясной темной ночью вдали от городских огней.(См.: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/messier-42-the-orion-nebula). Однако пылевые облака созвездия отчетливо видны на инфракрасном изображении справа.

Инфракрасное излучение является частью электромагнитного спектра . Ваши глаза не могут видеть инфракрасное излучение, но ваша кожа может воспринимать его как тепло. Свет, который вы можете видеть, когда свет падает на сетчатку ваших глаз, называется видимым светом и состоит из белого света и составляющих его цветов.Однако, как показано на рис. 4.4, видимый свет составляет лишь небольшую часть электромагнитного спектра.

ИНЖИР. 4.4 Электромагнитный спектр.
https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html

Хотя названия, используемые в электромагнитном спектре, относятся как к лучам (инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи), так и к волны (микроволны, радиоволны), все эти формы света можно описать как волны с различной длиной волны, как показано на рис. 4.4. У них также есть различные частоты, число волн, которые проходят через точку каждую секунду.

Рис. 4.5 иллюстрирует значение длины волны , расстояния от одного гребня до другого, от одной средней точки до другой или от одной впадины до следующей волны. Греческая буква лямбда, λ, обычно используется в качестве символа для обозначения длины волны.

 

ИНЖИР. 4.5 Волновая диаграмма, показывающая длину волны, λ и амплитуду. Модифицировано по данным Phil Stoffer http://geologycafe. com/images/wavelength.jpg

Формы света с большей длиной волны, чем видимый свет, известны как инфракрасное излучение , микроволны и радиоволны . Формы света с меньшими длинами волн, чем видимый свет, известны как ультрафиолетовое излучение , рентгеновские лучи и гамма-лучи . Радиоволны имеют самые большие длины волн, но самые низкие частоты и самые низкие энергии. Гамма-лучи имеют наименьшую длину волны, но самые высокие частоты и энергию.

Изучение волновой модели света

Оборудование: Используйте Slinky® для каждой пары учащихся

.

  • Чтобы узнать больше об инфракрасном излучении, посмотрите фильм Инфракрасное излучение: больше, чем видят ваши глаза  (6:45 мин.) с астрофизиком доктором С.Мишель Таллер, с космического телескопа НАСА «Спитцер», https://www.youtube.com/watch?v=v4J56lnl1UE&feature=emb_title
  • .
  • Внимательно посмотрите, что произойдет, когда доктор Таллер продемонстрирует различия в том, как разные материалы пропускают белый свет и инфракрасное излучение:
    • Что произойдет, если она засунет руки в черный полиэтиленовый пакет, если смотреть с помощью обычной камеры? С инфракрасной камерой?
    • Что происходит, когда она подносит прозрачное стекло к своему лицу при просмотре с помощью обычной камеры? С инфракрасной камерой?

• Прозрачное стекло и черный пластиковый пакет различаются по свойству  пропускаемости , по тому, как они пропускают разные формы света. Этот черный пластиковый пакет пропускает инфракрасный, но не видимый свет. Это прозрачное стекло пропускает видимый свет, но не пропускает инфракрасное излучение.

 

• Два связанных свойства: поглощательная способность, насколько хорошо материал поглощает свет, и излучательная способность , насколько хорошо материал излучает свет. Материалы, поглощающие энергию видимого света, при нагревании излучают инфракрасное излучение. • Другое свойство материалов известно как отражательная способность, насколько хорошо материал отражает свет.Это свойство было изучено в Разделе 1, VII.A. Вопрос 1.20. Все эти свойства материалов влияют на то, что происходит, когда солнечный свет падает на Землю. • Также важен состав солнечного света: около 44,7 % солнечной энергии находится в видимом диапазоне, около 48,7 % — в ближнем. -инфракрасный, а около 6,6% — ультрафиолетовый (см.: https://coolcalifornia.arb.ca.gov/science-of-cool-roofs). Дополнительную информацию об инфракрасном излучении можно найти на многих веб-сайтах, таких как https://science. nasa.gov/ems/07_infraredwaves. Для получения информации о том, что астрономы наблюдают в инфракрасной области спектра, см.
https://herschel.jpl.nasa.gov/farIRandSubmm.shtml. Космическая обсерватория Гершеля названа в честь Уильяма Гершеля, который первым заметил эту невидимую форму света.
  • Заполните записи в Таблице IV.1. Затем напишите краткое изложение того, что вы узнали, прежде чем читать пример студенческой работы о видимом свете и инфракрасном излучении.
1.Пример студенческой работы о видимом свете и инфракрасном излучении .

Многие из нас испытали на себе солнечное тепло, когда свет освещает Землю и нагревает поверхность. Мы заметили, что в солнечный день на тротуарах жарко, а в машине с поднятыми окнами жарче, чем в машине с опущенными окнами.

В таблице (IV.1) представлены идеи, изученные в этой лаборатории, о влиянии световых и тепловых явлений на глобальный климат.

ИНЖИР. 4.6 Записи учащегося в Таблицу IV.1.

В строке 1 учащийся нарисовал изображение волны и полуволны и определил длину волны как простирающуюся от одного гребня до другого.
В строке 2 учащийся нарисовал человека со стрелками, представляющими инфракрасное излучение, испускаемое телом человека.
В строке 3 учащийся нарисовал черный пластиковый пакет и написал: проходит через пластик; студент также нарисовал оконное стекло и написал, что не проходит сквозь стекло.

Студент написал следующее обоснование заявленных идей в третьем столбце таблицы:

Видимый свет может быть представлен в виде волны и является частью широкого спектра таких волн. В этой лаборатории мы расширили наше восприятие света, представляя его движущимся волнами. Волна по-прежнему движется по прямой линии, которая является средней точкой волны. Расстояние между каждым гребнем — это длина волны. Высота волны называется амплитудой, а частота — это то, как часто гребень волны проходит точку за каждую секунду. Световые волны, излучаемые солнцем, имеют различную длину волны, которая создает электромагнитный спектр. Волны классифицируются по длине волны. Самыми короткими волнами являются гамма-лучи, затем рентгеновские лучи, затем УФ-лучи.Видимый свет – это то, что может видеть человеческий глаз. Следующей по величине длиной волны являются микроволны, а затем наибольшую длину волны в спектре имеют радиоволны.

Горячие объекты излучают энергию в виде инфракрасного излучения. Доктор Мишель Таллер, http://www.youtube.com/watch?v=2–0q0XlQJ0, вводит идею о том, что «Все во Вселенной излучает какой-то свет». Инфракрасное излучение представляет собой разновидность световой волны, невидимой человеческому глазу. Доктор Таллер приводит множество примеров инфракрасных камер, которые измеряют энергию, излучаемую объектом, или температуру.Более теплые объекты выглядят яркими в инфракрасном диапазоне, потому что они испускают больше инфракрасного излучения. Более холодные объекты выглядят темными, потому что испускают меньше инфракрасного излучения.

Материалы различаются тем, могут ли видимый свет и инфракрасное излучение проходить сквозь материал или блокироваться. Доктор Мишель Таллер вводит идею о том, что видимый и инфракрасный свет проходят и блокируются различными материалами. Инфракрасное излучение часто может проходить через предметы, недоступные для видимого света, например, через черный пластиковый пакет.Инфракрасное излучение также останавливается чем-то, через что проходит видимый свет, например, через прозрачное стекло.

Студент-физик, весна 2016 г.

История развития знаний о различных формах «невидимого света» является примером того, как развивается наука, с участием и различными точками зрения, высказанными и исследованными самыми разными людьми во многих странах на протяжении нескольких столетий (с 1600 по сегодняшний день). Чтобы расширить свое понимание, прочитайте об открытии инфракрасного излучения, а также об открытии других форм невидимого света в электромагнитном спектре. Следующие два раздела (III.A.2 и 3) дают представление об этом путешествии, если у читателя есть время и интерес. В противном случае перейдите к разделу III.B ниже.

2. Открытие инфракрасного излучения

В 1672 году в Англии сэр Исаак Ньютон опубликовал в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society of London статью о своей новой теории света и цветов и экспериментах, подтверждающих его утверждения. (См. Модуль 1, IX.) Ему было любопытно, что происходит, когда свет от Солнца проходит через призму, и он обнаружил, что свет разделяется на спектр цветов, причем каждый цвет изгибается, входя в призму, под своим собственным углом преломления.В 1704 году он подробно объяснил свои многочисленные эксперименты с белым светом и его составляющими цветами в книге Opticks .

Примерно столетие спустя астроном из Англии сэр Уильям Гершель (1800 г. a, b, c, d) сообщил о своем открытии невидимых лучей Солнца в серии статей, которые он также опубликовал в Philosophical Transactions of Лондонское королевское общество. Что имел в виду Гершель под «невидимыми лучами Солнца»?

Гершеля интересовало не только звезды, но и Солнце.Для изучения Солнца в течение дня он использовал на своем телескопе различные цветные фильтры, чтобы уменьшить интенсивность солнечного света. Некоторые цветные фильтры, казалось, согревали его глаза больше, чем другие, и ему стало любопытно, что это за неприятный эффект.

Чтобы изучить, как различные цвета в спектре нагревают материал, Гершель поместил призму в окно и сориентировал ее так, чтобы спектр красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего и фиолетового света сиял на столе. Как заметил Ньютон около 100 лет назад, красные световые лучи меньше всего преломляются призмой, а фиолетовые больше всего (см. Блок 1, IX).Однако Гершель задавал другой вопрос о том, как свет разных цветов нагревает материалы.

Как показано на рис. 4.7, Гершель использовал три термометра: термометр №1 измерял изменения температуры, когда его колба была помещена в полосу цвета в спектре на столе; термометры № 2 и № 3 служили контролем, если их располагать рядом, но вне спектра.

 

ИНЖИР. 4.7 Рисунок Гершеля, показывающий термометр, помещенный за красную полосу спектра от призмы, помещенной в его окно.
http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/90/284.full.pdf+html, с. 292.

Гершель был удивлен тем, что термометр (№1) нагрелся, когда он поместил его сразу за красную полосу видимого спектра. Он согрелся, хотя свет на него, казалось, не падал! Подобно Ньютону, Гершель называл преломление световых лучей призмой преломляемостью . Сообщив детали своей экспериментальной установки и собранные данные, Гершель пришел к выводу:

 

Первые четыре эксперимента доказывают, что существуют лучи, исходящие от солнца, которые менее преломляемы, чем любые из тех, которые воздействуют на зрение.Они наделены большой мощностью нагревательных тел, но не освещающих предметов; и это объясняет причину, по которой они до сих пор оставались незамеченными.

                                                                     Herschel, 1800b, p. 290

Это были невидимые лучи Солнца потому что они могли нагревать объект, не светя на объект, освещая его. Эти невидимые лучи преломлялись призмой меньше, чем любые цветные лучи, попадая на аппарат сразу за красной полосой видимого спектра.

Гершель также продемонстрировал, что эти невидимые лучи демонстрируют те же законы отражения и преломления, которые хорошо известны для белого и цветного света. Он также изучал аналогичные эффекты для земных лучей , например, от костров, угли которых уже не были раскаленными докрасна, но все еще нагревали термометры, расположенные поблизости.

Это было открытие так называемого инфракрасного излучения , энергии, которая нагревает материалы, но не делает их видимыми для человеческого глаза.Вот пример неожиданной находки во время исследования, мотивированного практической необходимостью: Гершель хотел понять, почему фильтры разного цвета по-разному согревают его глаза, когда он смотрит на Солнце в телескоп. Он был удивлен, когда заметил повышенную температуру термометра, находящегося за красной полосой спектра.

Гершель также поместил термометр за пределы фиолетовой полосы спектра. Однако почти не замечая каких-либо температурных изменений, он пришел к выводу: «Теперь я был достаточно убежден, что никакие лучи, которые могут падать ниже фиолетового, не могут иметь какой-либо заметной способности ни освещать, ни нагревать» (Гершель, 1800b, с.288).

Гершель и его сестра Кэролайн прославились на весь мир своими исследованиями неба с помощью телескопов, сделанных и используемых в их доме. Среди достижений Кэролайн Гершель было открытие трех туманностей и восьми комет, а также разработка обширного каталога звезд и туманностей (https://www.skyandtelescope.com/observing/in-caroline-herschels-footsteps; https:// mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Herschel_Caroline/ В 1828 году она стала первой женщиной, удостоенной Золотой медали Королевского астрономического общества (https://www. esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Herschel/Caroline_and_William_Herschel_Revealing_the_invisible).

Статьи Гершеля и статья Ньютона 1672 года в Philosophical Transactions of the Royal Society of London доступны в Интернете, как и Newton’s Opticks:

Гершель, В. (1800a). Исследование способности призматических цветов нагревать и освещать предметы; с замечаниями, доказывающими различную преломляемость лучистого тепла. К этому добавляется исследование метода наблюдения за солнцем с помощью телескопов с большой апертурой и большим увеличением. Философские труды Лондонского королевского общества 90, 255-283. http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/90/255.full.pdf+html

Гершель, В. (1800b). Эксперименты по преломлению невидимых лучей солнца. Философские труды Лондонского королевского общества 90 , 284–292. http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/90/284.full.pdf+html

Гершель, В. (1800 г.). Опыты с солнечными и земными лучами, вызывающими тепло; со сравнительным рассмотрением законов, которым подчиняются свет и теплота или, скорее, лучи, их вызывающие, чтобы определить, являются ли они одним и тем же или различными. Часть I. Философские труды Лондонского королевского общества 90 , 293–326. http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/90/293.full.pdf+html

Гершель, В. (1880 г.). Опыты с солнечными и земными лучами, вызывающими тепло; со сравнительным рассмотрением законов, которым подчиняются свет и теплота или, скорее, лучи, их вызывающие, чтобы определить, являются ли они одним и тем же или различными. Часть II. Философские труды Лондонского королевского общества 90 , 437–538.http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/90/437.full.pdf+html

Ньютон, И. (1672). Письмо г-на Исаака Ньютона, профессора математики Кембриджского университета; Содержит его новую теорию света и цветов: отправлено автором издателю из Кембриджа, февр. 1671/72; для того, чтобы быть сообщенным Р. Обществу. Философские труды Лондонского королевского общества, 6, (60-80) 3075-3087. https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rstl.1671.0072

Ньютон, И. (1704). Оптика: Или трактат об отражениях, преломлениях, преломлениях и цветах света. Лондон: Отпечатано для Сэма. Смит и Бендж. Уолфорд. Принтеры Королевскому обществу. http://www.gutenberg.org/files/33504/33504-h/33504-h.htm

3. Открытия других невидимых частей электромагнитного спектра

Открытие остальной части невидимой части электромагнитного спектра произошло в течение следующих ста лет, 1800-1900 гг.Немецкий ученый Иоганн Вильгельм Риттер знал об открытии Гершелем невидимых лучей за красной полосой в спектре видимого света и решил сам проверить, существуют ли невидимые лучи за фиолетовой полосой.

Риттер экспериментировал с химическим веществом, хлоридом серебра, которое темнело при попадании на солнечный свет. В 1801 году он обнаружил, что это химическое вещество очень мало реагировало, когда его помещали в красную полосу спектра, темнело, когда его помещали в синюю полосу, и интенсивно реагировало, когда его помещали за пределы фиолетовой полосы спектра, демонстрируя присутствие невидимой формы света. там также.Он приписал этот эффект химическим лучам, которые позже были названы ультрафиолетовым излучением ( см.: https://www.britannica.com/biography/Johann-Wilhelm-Ritter.)

Сто лет назад Ньютон и Гюйгенс разошлись во мнениях относительно того, следует ли рассматривать свет как лучи, состоящие из частиц, движущихся по прямым линиям, или как волны, движущиеся по расширяющимся кругам. Эта дискуссия продолжилась тем, что Гершель писал о лучах, а его современник Томас Янг писал о волнах.

Гершель описал свои открытия в терминах невидимых лучей Солнца, которые отражались и преломлялись так же, как белый свет и цвета видимого спектра. Янг, однако, представлял свет как неровностей , которые распространяются от источника расширяющимися волнами, подобными звуковым волнам и волнам воды, когда камешек падает в лужу. В статье, опубликованной в 1802 году в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Young использовал волновую модель света для объяснения результатов эксперимента с двумя щелями, в котором свет, проходя через две щели, создавал интерференционные картины на экране. см.: http://микро.magnet.fsu.edu/primer/java/interference/doubleslit/.)

Янг, Т. (1802). Бейкеровская лекция: К теории света и цвета. Философские труды Лондонского королевского общества , 92 , 12-48.
http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/92/12.full.pdf+html

 

Прошло более шестидесяти лет, прежде чем шотландский ученый Джеймс Клерк Максвелл предсказал существование других форм электромагнитных волн в своей теоретической статье Динамическая теория электромагнитного поля, опубликованной в 1865 году в Philosophical Transactions of the Royal Society. Лондона (см.: https://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/consider.html).

Максвелл, Дж. К. (1865 г.). Динамическая теория электромагнитного поля. Философские труды Лондонского королевского общества, 155 , 459-512. http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/155/459.full.pdf+html

 

В 1888 году немецкий ученый Генрих Герц разработал способы получения и экспериментального изучения радиоволн и микроволн (http://www. sparkmuseum.com/BOOK_HERTZ.HTM). [Перси Спенсер, американский ученый, изобрел микроволновую печь в 1946 году после того, как однажды заметил, что что-то расплавилось в его кармане, когда он работал над усовершенствованием радиолокационной технологии (http://www.Popularmechanics.com/technology/gadgets/a19567/как-была-изобретена-микроволновка-случайно/ .]

Немецкий ученый Уильям Рентген получил первую Нобелевскую премию по физике в 1901 году за открытие рентгеновских лучей в 1895 году. Он назвал эти новые загадочные лучи в честь «x», обозначающего неизвестные в математике (https://www.nobelprize). .org/nobel_prizes/physics/laureates/1901/rontgen-bio.html)

Французский ученый Поль Виллар открыл гамма-лучи в 1900 году. Гамма-лучи генерируются радиоактивными атомами (https://link.springer.com/article/10.1007/s000160050028). Он использовал радиоактивный образец, который ему дала парижская коллега Мария Кюри. Дважды, в 1903 и 1911 годах, она получала Нобелевскую премию за исследования радиоактивности

Вопрос что ЕСТЬ свет продолжал обсуждаться в течение 20-го века: является ли свет серией распространяющихся волн или свет представляет собой поток частиц, движущихся по прямым линиям? В 1905 году Альберт Эйнштейн написал:

Действительно, кажется, что… производство или преобразование света можно лучше понять, если предположить, что энергия света прерывисто распределяется в пространстве. Согласно рассматриваемому здесь предположению, при распространении светового луча из точки энергия не распределяется непрерывно по все возрастающим пространствам, а состоит из конечного числа квантов энергии, локализованных в точках пространства, движущихся беспрепятственно. деление, и может быть поглощено или порождено только как целое.

Эйнштейн, А. (1905). С эвристической точки зрения на производство и преобразование света. Annelen der Physik 17: 132-148.(перевод с немецкого доктором Анной Бек и профессором Питером Хавасом в Собрание статей Альберта Эйнштейна Том 2: Швейцарские годы: Письма, 1900-1909 , стр. 87 (http://einsteinpapers.press. Princeton.edu/vol2-trans/101 ) Издательство Принстонского университета,

Эйнштейн получил Нобелевскую премию в 1922 году за эту работу, в которой он объяснил фотоэлектрический эффект с точки зрения частиц света, теперь известных как фотоны. Ряд Нобелевских премий был присужден в течение 20-го века теоретикам и экспериментаторам, изучающим волновую и корпускулярную природу света и материи в контексте квантовой механики. См. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/themes/physics/ekspong/, где рассказывается о развитии понимания корпускулярно-волнового дуализма света и материи.

См. https://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-111sc-principles-of-chemical-science-fall-2014/unit-i-the-atom/lecture-3/ недавнюю лекцию о Корпускулярно-волновой дуализм света в курсе с открытым исходным кодом в Массачусетском технологическом институте профессора Кэтрин Дреннен (https://drennan.mit.edu/education/group-members/catherine-l-drennan/) и (http:/ /дислексияhelp.umich.edu/success-stories/catherine-drennan). Ее лекция о корпускулярно-волновом дуализме материи и уравнении Шредингера доступна по адресу https://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-111sc-principles-of-chemical-science-fall-2014/unit-i. -the-atom/лекция-4/.

Профессор Лиза Рэндалл (https://www.physics.harvard.edu/people/facpages/randall), физик-теоретик из Гарвардского университета, написала о корпускулярно-волновом дуализме с точки зрения того уровня, на который смотрят, независимо от того, смотрите ли вы глазами на повседневные вещи или «смотрите» на атомный уровень, где происходят квантово-механические эффекты. Фраза классический относится к пониманию физики в повседневном мире. Фраза квантовая механика относится к пониманию физики на уровне атомов и молекул и внутри них.

…никто из нас (за исключением, быть может, супергероев) не видит отдельных фотонов, поэтому квантово-механические эффекты нелегко обнаружить. Обычный свет не выглядит так, как будто он состоит из квантов. Мы видим пучки фотонов, из которых состоит видимый свет. Вместе большое количество фотонов действует как классическая волна.

Вам нужен очень слабый источник фотонов или очень тщательно подготовленная система, чтобы наблюдать квантовую природу света. Когда фотонов слишком много, вы не можете различить эффект какого-то одного. Добавление еще одного фотона к классическому свету, который содержит много фотонов, просто не дает достаточно большой разницы. Если бы ваша лампочка, которая ведет себя классически, испустила бы еще один фотон, вы бы этого не заметили. Вы можете наблюдать подробные квантовые явления только в тщательно подготовленных системах.

Рэндалл, Л. (2005). Искаженные проходы: разгадка тайн скрытых измерений вселенной. Нью-Йорк: Харпер Коллинз, с. 136-137.

B. Обзор основных идей о тепловых явлениях, разработанных в более ранних подразделениях

Блоки 2 и 3 разработали некоторые основные идеи о том, как энергия течет из одного места в другое. Эти идеи актуальны для изучения того, что происходит, когда свет Солнца падает на Землю.

Вопрос 4.5 Как энергия перетекает из одного места в другое?

Процессы передачи энергии включают передачу, отражение, поглощение, излучение, проводимость, конвекцию, плавление, замораживание, сублимацию, транспирацию, испарение и конденсацию. Свойства материалов, такие как удельная теплоемкость, теплопроводность и отражательная способность, также влияют на то, что происходит, когда энергия течет из одного места в другое, например, в солнечный день на пляже, когда песок горячий, вода прохладная, а небо облачное. так как во второй половине дня часто бывают морские бризы (Участок 3, В.Вопросы 3.8 и 3.9). Отслеживание потока энергии в этом сценарии включало интерпретацию диаграммы, показанной на рис. 3.9, и повторения, как на рис. 4.8 ниже.

ИНЖИР. 4.8 Диаграмма Стьюдента для объяснения морского бриза.

Объяснение морского бриза включало в себя следующую историю о том, как энергия исходит от Солнца и циркулирует вокруг песка, воды и атмосферной системы в солнечный день на пляже:

Солнце излучает на Землю энергии.
Часть энергии отражается песком и водой
Часть энергии поглощается песком и водой.

Песок и вода отличаются свойством удельной теплоемкости . Одному грамму воды требуется примерно в пять раз больше энергии, чем одному грамму песка, чтобы изменить температуру на один градус Цельсия. Это означает, что если равные массы песка и воды поглотят одинаковое количество энергии, температура песка увеличится примерно в 5 раз. столько, сколько температура воды увеличивается.

Песок

и вода также отличаются свойством теплопроводности . Теплопроводность песка низкая; это означает, что энергия, поглощаемая песком, остается у поверхности песка; песок под поверхностью остается прохладным.Теплопроводность воды высокая; это означает, что энергия, поглощаемая водой на поверхности, распространяется по воде; вода под поверхностью нагревается вместе с водой на поверхности.

Поскольку поглощенная энергия остается у поверхности песка и для повышения температуры песка требуется меньше энергии, песок нагревается. Поскольку поглощенная энергия распространяется по воде, и для повышения температуры воды требуется больше энергии, вода остается прохладной, даже если солнце освещает и песок, и воду одинаковым образом в течение одного и того же времени.

Песок и вода также различаются по свойству отражательной способности. Песок отражает до 40% падающего солнечного света в зависимости от его состава, тогда как жидкая вода отражает только около 6%, если только Солнце не находится близко к горизонту. Однако эта разница маскируется большой разницей в удельных теплоемкостях. Даже если грамм воды поглотит целую калорию солнечной энергии, а грамм песка отразит 40 % калорий солнечной энергии, песок все равно будет нагреваться в три раза сильнее, чем вода.

Также часть воды испаряется в воздух над поверхностью воды. Испарение использует энергию для превращения воды из жидкой в ​​газообразную форму, поэтому часть энергии солнечного света, падающего на воду, идет на этот процесс, а не на нагревание воды.

Энергия перетекает от горячих объектов к холодным объектам. Когда объекты соприкасаются, этот процесс называется передачей энергии путем проводимости. Горячий песок нагревает холодный воздух над собой за счет теплопроводности.

Жидкости расширяются при нагревании. Нагретый воздух, становясь менее плотным, поднимается в более прохладные верхние слои атмосферы; нагретый воздух охлаждается, поскольку его энергия перетекает в более холодный окружающий воздух; холодный более плотный воздух опускается обратно к поверхности. Этот процесс называется переносом энергии конвекцией.

Когда теплый воздух поднимается, влажный прохладный воздух над водой образует морской бриз, направляясь к земле. Горячий песок согревает влажный воздух; нагретый влажный воздух становится менее плотным и поднимается в более прохладные верхние слои атмосферы; нагретый влажный воздух охлаждается, поскольку его энергия перетекает в более холодный окружающий воздух; при охлаждении влажного воздуха влага конденсируется в капельки воды, образуя облака; это высвобождает некоторую энергию в верхние слои атмосферы, когда вода снова переходит из газообразной формы в жидкую; эта энергия может рассеиваться во время бури в виде ветра, грома и молний; холодный более плотный воздух опускается обратно к поверхности.

Этот сложный процесс отслеживания движения энергии Солнца из одного места в другое является полезной подготовкой к размышлению о том, что происходит, когда Солнце освещает не только песок и воду на пляже, но и всю Землю.

Вопрос 4.6 Какова роль системного мышления в понимании энергетического баланса Земли?

В Блоке 2, Вопрос 2.10, было важно подумать о системе , задействованной при сравнении отношения масс горячей и холодной воды с отношением их изменений температуры при смешивании.Была ли вся энергия потеряна из-за того, что горячая вода перетекала в холодную воду, или часть энергии утекала в контейнеры или окружающий воздух? Чтобы полностью учесть всю энергию, потерянную горячей водой, нужно было подумать, что происходит с энергией во всей системе, не только в чашках с горячей и холодной водой, но и в их окружении.

В этой единице интересующая система включает всю Землю. Что происходит с энергией, которую Солнце излучает на Землю? Является ли количество энергии, излучаемой Солнцем на Землю, таким же, как и количество энергии, утекающей от Земли в космос? Баланс между притоком и оттоком энергии называется энергетическим бюджетом Земли по аналогии с финансовым бюджетом, который отслеживает баланс между доходами и расходами.

Чтобы система находилась в тепловом равновесии, количество энергии, покидающей систему, должно равняться количеству энергии, поступающей в систему. Эта центральная идея лежит в основе влияния световых и тепловых явлений на глобальный климат и, в частности, явления, известного как парниковый эффект.

  • Полные записи в продолжении таблицы IV.1
ТАБЛИЦА IV.1 Основные представления о влиянии световых и тепловых явлений на глобальный климат (продолжение)
ТАБЛИЦА IV.1 Основные представления о влиянии световых и тепловых явлений на глобальный климат (продолжение)
URL/схема установки Доказательства Центральные идеи Соответствующая лексика
Передача энергии происходит посредством различных процессов.

Радиация

Отражение

Поглощение

Эмиссия инфракрасного излучения

Трансмиссия

Проводимость

Конвекция

Изменения состояния

http://earthobservatory. НАСА
.gov/Features/EnergyBalance
/page4.php
Энергетический баланс Земли представляет собой поток входящей и исходящей энергии. Система

Завершите документирование своего исследования и напишите краткое изложение перед просмотром примера работы учащихся о процессах передачи энергии и энергетическом балансе Земли.

1. Пример студенческой работы о процессах переноса энергии и энергетическом балансе Земли. ИНЖИР.4.9 Записи учащегося в Таблицу IV.1 (продолжение)

В первой строке учащийся нарисовал руку, касающуюся блока (из Блока 2, III, А, Вопрос 2.2) и написал От нашего прикосновения : The студент также нарисовал лампочку и написал Из другого источника . Ученик также написал: Передача энергии происходит через прикосновение и через излучение.

Во втором ряду учащийся нарисовал полукруг, представляющий Землю , и стрелку, указывающую в от Солнца , , представленную маленьким кругом, а также стрелку, указывающую из из большого полукруга, представляющего Земной шар.

Студент написал следующее обоснование центральных идей, заявленных в третьем столбце таблицы:

Передача энергии происходит посредством различных процессов. Энергия Солнца передается через излучение — световые лучи, попадающие на объект — например, песок, и передающие энергию, нагревая песок. Отражение может блокировать передачу некоторой энергии, например, океан, отражающий излучение, когда Солнце находится под углом. Песок на пляже поглощает энергию Солнца по всему верхнему слою песка, нагревая его.Инфракрасное излучение исходит от теплых предметов, таких как рука человека. Инфракрасная камера может обнаруживать и отображать теплые и холодные области на основе излучения инфракрасного излучения. Проводимость передает энергию через прямой контакт, например, теплую руку на кусок металла. Конвекция — это передача энергии, которая может происходить в жидкостях, когда источник тепла нагревает область воды… Теплая вода поднимается и движется к более холодной области, а холодная вода опускается и движется к более теплой области… Пример изменения в состояние воды за счет энергии – испарение. Иногда солнечный свет дает достаточно энергии, чтобы часть жидкой воды в водоемах испарилась.

Энергетический баланс Земли представляет собой поток входящей и исходящей энергии.   Через процессы излучения, отражения и поглощения энергия входит и выходит из атмосферы Земли. Для стабильной среды поступающая энергия Земли должна быть равна исходящей энергии Земли. Если бюджет не сбалансирован, изменится температура земной атмосферы, океанов и суши.Если поступающая энергия больше исходящей, то температура будет повышаться. Если исходящая энергия больше поступающей, то температура будет уменьшаться. Для стабильных температур на Земле входящая и исходящая энергия должны быть равны.

Студент-физик, весна 2016 г.

Эти основные идеи о процессах передачи энергии и концепции энергетического баланса Земли являются ключевыми для понимания парникового эффекта в климатической системе Земли.

 

ученых производят материю непосредственно из света — физические явления, предсказанные более 80 лет назад

Иллюстрация концепции абстрактной энергии.

Столкновения света производят материю и антиматерию из чистой энергии

Исследование демонстрирует давно предсказанный процесс генерации вещества непосредственно из света, а также доказательства того, что магнетизм может отклонять поляризованные фотоны по разным траекториям в вакууме.

Ученые, изучающие столкновения частиц на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) — U.S. Пользовательский центр Управления науки Министерства энергетики США по ядерно-физическим исследованиям в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики — представил окончательные доказательства двух физических явлений, предсказанных более 80 лет назад. Результаты были получены в результате детального анализа более 6000 пар электронов и позитронов, образующихся при скользящих столкновениях частиц на RHIC, и опубликованы в Physical Review Letters .

Основное открытие состоит в том, что пары электронов и позитронов — частиц материи и антиматерии — могут создаваться непосредственно при столкновении очень энергичных фотонов, которые представляют собой квантовые «пакеты» света. Это преобразование энергетического света в материю является прямым следствием знаменитого уравнения Эйнштейна E=mc 2 , в котором утверждается, что энергия и материя (или масса) взаимозаменяемы. Ядерные реакции на Солнце и на атомных электростанциях регулярно превращают вещество в энергию. Теперь ученые преобразовали световую энергию непосредственно в материю за один шаг.

Создание материи из света: два иона золота (Au) (красные) движутся в противоположном направлении со скоростью 99,995% скорости света (v для скорости = примерно c, скорости света).Поскольку ионы проходят друг мимо друга, не сталкиваясь, два фотона (?) из электромагнитного облака, окружающего ионы, могут взаимодействовать друг с другом, создавая пару материи-антиматерии: электрон (e-) и позитрон (e+). Предоставлено: Брукхейвенская национальная лаборатория

.

Второй результат показывает, что путь света, проходящего через магнитное поле в вакууме, изгибается по-разному в зависимости от того, как этот свет поляризован. Такое зависящее от поляризации отклонение (известное как двойное лучепреломление) возникает, когда свет проходит через определенные материалы.(Этот эффект подобен тому, как отклонение, зависящее от длины волны и , расщепляет белый свет на радуги.) Но это первая демонстрация зависящего от поляризации искривления света в вакууме.

Оба результата зависят от способности детектора STAR RHIC — Solenoid Tracker в RHIC — измерять угловое распределение частиц, возникающих при скользящих столкновениях ионов золота, движущихся почти со скоростью света.

Сталкивающиеся облака фотонов

Таких возможностей не существовало, когда физики Грегори Брейт и Джон А.Уилер впервые описал гипотетическую возможность столкновения частиц света с образованием пар электронов и их аналогов из антивещества, известных как позитроны, в 1934 году.

«В своей статье Брейт и Уиллер уже поняли, что это практически невозможно сделать», — сказал физик Брукхейвенской лаборатории Чжанбу Сюй, член RHIC’s STAR Collaboration. «Лазеров еще даже не существовало! Но Брейт и Уилер предложили альтернативу: ускорение тяжелых ионов. И их альтернатива — это именно то, что мы делаем в RHIC.

Ион — это, по сути, голый атом, лишенный своих электронов. Ион золота с 79 протонами несет мощный положительный заряд. Ускорение такого заряженного тяжелого иона до очень высоких скоростей создает мощное магнитное поле, которое закручивается по спирали вокруг ускоряющейся частицы по мере ее движения — подобно току, протекающему по проводу.

Детектор STAR на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов измерил угловое распределение частиц, образующихся при скользящих столкновениях ионов золота, движущихся почти со скоростью света, чтобы предоставить доказательства двух физических явлений, предсказанных более 80 лет назад.Предоставлено: Брукхейвенская национальная лаборатория

.

«Если скорость достаточно высока, сила кругового магнитного поля может быть равна силе перпендикулярного электрического поля», — сказал Сюй. И это расположение перпендикулярных электрических и магнитных полей равной силы и есть фотон — квантованная «частица» света. «Итак, когда ионы движутся со скоростью, близкой к скорости света, ядро ​​​​золота окружает группа фотонов, путешествующих вместе с ним, как облако».

В RHIC ученые разгоняют ионы золота до 99.995% скорости света в двух ускорительных кольцах.

«У нас есть два облака фотонов, движущихся в противоположных направлениях с достаточной энергией и интенсивностью, чтобы, когда два иона скользили мимо друг друга, не сталкиваясь, эти поля фотонов могли взаимодействовать», — сказал Сюй.

Физики

STAR отслеживали взаимодействия и искали предсказанные пары электрон-позитрон.

Но такие пары частиц могут быть созданы с помощью ряда процессов в RHIC, в том числе с помощью «виртуальных» фотонов — состояния фотона, которое существует недолго и несет эффективную массу.Чтобы убедиться, что пары материи-антиматерии произошли от реальных фотонов, ученые должны продемонстрировать, что вклад «виртуальных» фотонов не меняет результат эксперимента.

Для этого ученые STAR проанализировали картины углового распределения каждого электрона относительно позитрона-партнера. Эти паттерны различаются для пар, созданных взаимодействием реальных фотонов и виртуальных фотонов.

«Мы также измерили все распределения энергии, массы и квантовые числа систем.Они согласуются с теоретическими расчетами того, что произойдет с реальными фотонами», — сказал Даниэль Бранденбург, научный сотрудник Голдхабера в Брукхейвенской лаборатории, который проанализировал данные STAR об этом открытии.

Другие ученые пытались создать электронно-позитронные пары из столкновений света, используя мощные лазеры — сфокусированные лучи интенсивного света. Но отдельные фотоны в этих интенсивных лучах еще не имеют достаточно энергии, сказал Бранденбург.

Один из экспериментов в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в 1997 году увенчался успехом благодаря использованию нелинейного процесса.Ученым сначала пришлось увеличить энергию фотонов в одном лазерном луче, столкнув его с мощным электронным лучом. Столкновения ускоренных фотонов с несколькими фотонами одновременно в огромном электромагнитном поле, созданном другим лазером, произвели материю и антиматерию.

«Наши результаты ясно свидетельствуют о прямом одноэтапном создании пар материи-антиматерии в результате столкновений света, как это первоначально предсказывали Брейт и Уилер», — сказал Бранденбург. «Благодаря высокоэнергетическому пучку тяжелых ионов RHIC и большому приему и прецизионным измерениям детектора STAR мы можем анализировать все кинематические распределения с высокой статистикой, чтобы определить, что экспериментальные результаты действительно согласуются с реальными столкновениями фотонов.

Изгиб света в вакууме
Способность

STAR измерять крошечные отклонения электронов и позитронов, возникающих почти вплотную в этих событиях, также дала физикам возможность изучить, как легкие частицы взаимодействуют с мощными магнитными полями, создаваемыми ускоренными ионами.

«Облако фотонов, окружающих ионы золота в одном из лучей RHIC, попадает в сильное круговое магнитное поле, создаваемое ускоренными ионами в другом луче золота», — сказал Чи Ян, давний сотрудник STAR из Шаньдунского университета, который провел всю свою карьеру изучал электрон-позитронные пары, образующиеся в результате различных процессов в RHIC. «Глядя на распределение исходящих частиц, мы можем понять, как поляризованный свет взаимодействует с магнитным полем».

Изгиб поляризованного света: На этом рисунке показано, как свет с разными направлениями поляризации (обозначенными черными стрелками) проходит через материал по двум разным путям (желтые лучи). Это называется эффектом двулучепреломления. Результаты RHIC свидетельствуют о том, что двойное лучепреломление также происходит в магнитном поле в вакууме. Предоставлено: Брукхейвенская национальная лаборатория

.

Вернер Гейзенберг и Ганс Генрих Эйлер в 1936 году и Джон Толл в 1950-х годах предсказали, что вакуум пустого пространства может поляризоваться мощным магнитным полем и что такой поляризованный вакуум должен отклонять пути фотонов в зависимости от поляризации фотонов.Толл в своей диссертации также подробно описал, как поглощение света магнитным полем зависит от поляризации и ее связи с показателем преломления света в вакууме. Это зависящее от поляризации отклонение или двойное лучепреломление наблюдалось во многих типах кристаллов. Также недавно было сообщение о том, что свет, исходящий от нейтронной звезды, изгибается таким образом, предположительно из-за его взаимодействия с магнитным полем звезды. Но ни один наземный эксперимент не обнаружил двойного лучепреломления в вакууме .

В RHIC ученые измерили, как поляризация света влияет на то, «поглощается» ли свет магнитным полем.

Это похоже на то, как поляризованные солнцезащитные очки блокируют прохождение определенных лучей, если они не соответствуют поляризации линз, объяснил Ян. В случае с солнцезащитными очками, помимо того, что через них проходит меньше света, вы, в принципе, могли бы измерить повышение температуры материала линзы, когда он поглощает энергию заблокированного света.В RHIC поглощенная световая энергия создает пары электрон-позитрон.

«Когда мы смотрим на продукты фотон-фотонного взаимодействия в RHIC, мы видим, что угловое распределение продуктов зависит от угла поляризации света. Это указывает на то, что поглощение (или прохождение) света зависит от его поляризации», — сказал Ян.

Это первое на Земле экспериментальное наблюдение того, что поляризация влияет на взаимодействие света с магнитным полем в вакууме — двойное лучепреломление вакуума, предсказанное в 1936 году.

«Оба этих открытия основаны на предсказаниях, сделанных некоторыми великими физиками в начале 20-го века», — сказал Фрэнк Гертс, профессор Университета Райса, чья команда создала и управляла ультрасовременным Компоненты детектора «Полет» STAR, которые были необходимы для этого измерения. «Они основаны на фундаментальных измерениях, которые стали возможными только недавно благодаря технологиям и методам анализа, которые мы разработали в RHIC».

Ссылка: «Измерение e+e-импульса и угловых распределений от столкновений линейно поляризованных фотонов» Дж.Адам и др. (STAR ​​Collaboration), 27 июля 2021 г., Physical Review Letters .
DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.052302

Дополнительными участниками анализа, который привел к этим результатам, являются сопредседатель STAR Лицзюань Руан из Брукхейвена, Шуай Ян из Университета Райса, Джанет Сегер из Крейтонского университета и Ванмей Чжа из Университета науки и технологий Китая. Ученые использовали вычислительные ресурсы Брукхейвенского центра научных данных и вычислений, Национального научно-вычислительного центра энергетических исследований (NERSC) Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли Министерства энергетики и консорциума Open Science Grid.

Роль Брукхейвенской лаборатории в работе и деятельности RHIC поддерживается Управлением науки Министерства энергетики США (NP). Дополнительные спонсоры включают Национальный научный фонд США и ряд международных агентств, перечисленных в опубликованном документе.

В поисках новых физических явлений

На расстоянии более 3800 миль и через Атлантический океан от Корнеллского здания физических наук находится Женева, Швейцария, где находится лаборатория Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) и самый высокоэнергетический ускоритель частиц на Земле.

Корнелл в ЦЕРН

Несмотря на расстояние, исследователи Корнелла активно участвуют в передовых экспериментах по физике элементарных частиц, проводимых в ЦЕРНе. Джулия Том-Леви, физик, является одним из таких профессоров. Том-Леви работал над экспериментом с компактным мюонным соленоидом (CMS) на Большом адронном коллайдере (LHC) ЦЕРН с 2005 года. обновления детектора и анализ данных, собранных CMS, — все это в поисках новых физических явлений.

CMS — один из двух детекторов LHC, которые привели к открытию бозона Хиггса (элементарная частица в Стандартной модели физики элементарных частиц) в 2012 году во время последнего запуска LHC. С тех пор БАК находится на ремонте. Второй запуск состоялся в июне 2015 года, когда LHC работал с вдвое большей энергией, что является серьезным улучшением, которое может привести к дальнейшим открытиям.

«Здесь мы находимся в интересной ситуации: математическая модель — Стандартная модель — очень хорошо объясняет все наблюдения за частицами», — говорит Том-Леви, который сыграл роль в подтверждении Стандартной модели с большей точностью за последние 15 лет.«Это очень точная модель. Однако мы знаем, что это не выдерживает критики, потому что мы не можем объяснить некоторые важные вещи, такие как темная материя или то, как именно бозон Хиггса оказывается с той массой, которую мы измеряем. Возникает странное напряжение: с одной стороны, мы знаем, что делают эти частицы; мы можем это предсказать, но не знаем, почему».

Суперсимметрия

Том-Леви говорит, что второй запуск БАК может выявить новые частицы или несоответствия в данных — «дымящиеся пушки», которые укажут ученым в правильном направлении.Например, они могли бы найти частицы, которые могли бы согласовываться с суперсимметрией, предложенным расширением Стандартной модели, которое могло бы объяснить такие загадки, как темная материя.

Темная материя в нашей Вселенной до сих пор не поддавалась обнаружению — она не излучает и не поглощает свет. Том-Леви говорит, что БАК, однако, может производить темную материю и что ее можно наблюдать по ее отличительной сигнатуре в детекторе, которая является сигнатурой ничего. Одна из возможностей заключается в том, что темная материя состоит из легчайших суперсимметричных частиц, и ее обнаружение при следующем запуске станет огромным благом для исследователей.

Тем не менее, Том-Леви осторожна в своих прогнозах. «Я очень гипотетична, — говорит она. «Большая яркая сигнатура суперсимметрии не появилась при первом запуске. Это был один из сюрпризов. Это такая красивая теория, и мы шутим, что было бы обидно, если бы природа так не работала. Это то, что мы будем продолжать искать».

The Big Data Element

Группа Cornell CMS — Джеймс Александр, Ричи Паттерсон, Андерс Райд, Питер Виттич и Том-Леви вместе со своими студентами и докторантами — играют решающую роль в разработке программного обеспечения для записи и интерпретации невероятных объемов данных. данных, собранных CMS.

Когда детектор работает, он записывает терабайты данных каждый день, и эти данные необходимо хранить и передавать в различные исследовательские институты по всему миру для анализа. Исследователи пишут программы для фильтрации триллионов протонных взаимодействий, чтобы выбрать те, которые действительно интересны — например, те, которые производят бозон Хиггса или топ-кварк.

«Самые интересные взаимодействия часто самые редкие; они имеют самую высокую энергию, самые большие массы, и очень маловероятно, что они будут созданы», — говорит Том-Леви.«Большая часть нашей области похожа на исследование иголки в стоге сена». Из-за этого, по словам Том-Леви, ее ученики сталкиваются с «большими данными» и учатся обрабатывать и анализировать огромные объемы данных.

Студенты также проводят время в ЦЕРН и узнают, как заставить детектор работать. Многие из студентов группы в настоящее время находятся в Женеве, пишут программное обеспечение и тестируют электронику детектора CMS.

Детекторы нового поколения

Thom-Levy также разрабатывает более совершенные детекторы с использованием новейших передовых материалов и технологий.Одна из проблем заключается в том, что высокие энергии частиц приводят к чрезвычайно высоким уровням излучения, которые повреждают детектор. По мере увеличения уровней энергии и плотности частиц детекторы должны лучше противостоять радиации, обеспечивая при этом высокую точность измерений.

Темная материя в нашей Вселенной до сих пор не поддавалась обнаружению — она не излучает и не поглощает свет. Однако Том-Леви говорит, что БАК может производить темную материю.

Чтобы решить эту и другие проблемы, Том-Леви участвует в совместном проекте по тестированию использования трехмерных интегральных схем для кремниевых детекторов.Она говорит, что это может сделать детекторы намного тоньше, потреблять меньше энергии и сделать их потенциально более устойчивыми к радиации. На данный момент ее группа смоделировала детекторы и прототипы компонентов в Центре науки и технологий Cornell NanoScale (CNF). Следующими шагами будет работа с большим количеством отраслевых и университетских партнеров, чтобы, как мы надеемся, создать детекторы следующего поколения, которые будут использоваться в CMS CERN.

В поисках тайн Вселенной

Том-Леви описывает свое путешествие в ЦЕРН как своего рода одиссею, следуя самым интересным физикам элементарных частиц в разные места. Она начала в национальной ускорительной лаборатории Германии, затем перешла в Стэнфордский центр линейных ускорителей, потом в Фермилаб в Иллинойсе и, наконец, оказалась в ЦЕРНе. «С каждым движением энергия росла», — смеется она.

Когда ее спросили, почему ее вообще привлекла физика элементарных частиц, она отдала должное местному ускорителю в ее родном городе. «Я всегда знала, что хочу заниматься субъядерной физикой, — говорит она. «Как работает ядро? Из чего он состоит? Можете ли вы разбить его составляющие вниз, вниз, вниз? Какая самая фундаментальная единица во Вселенной?»

Эти вопросы являются для Тома-Леви одновременно научными и философскими.«Мы хотим добраться до самой сути. Мы ничего не можем потрогать, но тени таинственной работы крошечных частиц могут рассказать нам о самой фундаментальной истине мира».

Феномены Сан-Диего | Научный центр флота

Изображение: Джейсон Мизерек, Научный центр флота

Фиговое дерево Мортон-Бей, расположенное за Музеем естественной истории Сан-Диего в парке Бальбоа, является одним из самых больших фиговых деревьев в Северной Америке. Когда дерево в последний раз измеряли в 1996 году, его крона составляла 123 фута (37 метров) в ширину.Для сравнения, почти три желтых школьных автобуса длиной 45 футов (14 метров) каждый мог бы поместиться под ним встык!

Фиговое дерево Моретон-Бэй в парке Бальбоа зародилось как крошечное семя более 100 лет назад. С тех пор он набрал огромную массу.

Откуда взялась большая часть этой массы? Рассмотрим эти три утверждения:

  • Деревья получают большую часть своей сухой массы из почвы.
  • Деревья получают большую часть своей сухой массы от солнца.
  • Деревья получают большую часть своей сухой массы из воздуха.

Как мы можем спланировать расследование, чтобы выяснить, какое утверждение верно?

Много лет назад ученый Ян Баптист ван Гельмонт экспериментировал, поливая и взвешивая дерево в горшке с течением времени. После пяти лет роста дерева ван Гельмонт обнаружил, что дерево в горшке весит значительно больше, чем в начале его эксперимента. Что эксперимент ван Гельмонта говорит о трех вышеперечисленных вариантах? Как дополнительные эксперименты могут больше узнать о том, как деревья набирают массу?

Примечание: Деревьям нужно много ресурсов для роста, однако большая часть сухой массы дерева поступает из одного из вышеперечисленных источников.Сухая масса не включает воду. Процентное содержание воды в деревьях сильно варьируется, и этот расчет выходит за рамки данной статьи.

Ресурсы

МГУ: Откуда у деревьев масса?

YouTube: Откуда у деревьев масса?

BBC: эксперименты Ван Гельмонта по выращиванию растений

Парк Бальбоа: смоковница в заливе Мортон

 

NGSS и марка

5-LS1, LS1.C: Организация потока материи и энергии в организмах

 

Что такое северное сияние?

Ответить

Северное сияние, одно из нескольких астрономических явлений, называемых полярным сиянием (полярное сияние), представляет собой столбы или завесы цветного света, иногда видимые в ночном небе.

Северное сияние – северное сияние. Горячие источники Чена, Аляска, 2013 г. LCDR Гэри Бароне, Корпус NOAA (в отставке), фотограф. Фотобиблиотека NOAA.

Северное сияние ( полярное сияние ) — это природное явление, встречающееся как в северном, так и в южном полушариях, которое может по-настоящему внушать благоговейный трепет. Северное сияние также называют своим научным названием северное сияние , а южное сияние называется северное сияние .

Стен Оденвальд, автор книги 23-й цикл: учимся жить с бурной звездой (Нью-Йорк, издательство Колумбийского университета, c2001), дает представление о том, как генерируется северное сияние:

Зарождение полярного сияния начинается на поверхности Солнца, когда солнечная активность выбрасывает облако газа.Ученые называют это выбросом корональной массы (CME). Если один из них достигает Земли, что занимает от 2 до 3 дней, он сталкивается с магнитным полем Земли. Это поле невидимо, и если бы вы могли видеть его форму, Земля выглядела бы как комета с длинным магнитным «хвостом», простирающимся на миллион миль позади Земли в противоположном направлении от Солнца.

Когда выброс корональной массы сталкивается с магнитным полем, это вызывает сложные изменения, происходящие в области магнитного хвоста.Эти изменения генерируют токи заряженных частиц, которые затем текут по магнитным силовым линиям в полярные регионы. Энергия этих частиц повышается в верхних слоях атмосферы Земли, и когда они сталкиваются с атомами кислорода и азота, они производят ослепительное полярное сияние.

Оденвальд далее говорит нам: «Аврора прекрасна, но невидимые потоки частиц и магнетизм, которые происходят одновременно, могут повредить нашу электрическую сеть и спутники, работающие в космосе.Вот почему ученые так стремятся понять физику полярных сияний и солнечных бурь, чтобы мы могли предсказать, когда наши технологии могут быть затронуты».

Северное сияние над фортом Ситка, Аляска. Отдел эстампов и фотографий Библиотеки Конгресса.

Можно ли их где-нибудь увидеть?

Да, хотя они чаще встречаются в более высоких широтах и ​​в таких местах, как Аляска, Канада и Антарктида, ближе к полюсам Земли. Иногда их видели ближе к экватору и даже южнее Мексики.Чтобы рассмотреть их, посмотрите в сторону ближайшего полюса (северный горизонт в северном полушарии, южный горизонт в южном полушарии).

Можно ли их увидеть в любое время года?

Да. В некоторых районах, таких как Аляска или Гренландия, они могут быть видны большую часть ночи в году. И они происходят в любое время суток, но мы не можем увидеть их невооруженным глазом, если только не темно.

Что вызывает цвета и узоры?

Цвета и узоры зависят от типов ионов или атомов, получающих энергию при столкновении с атмосферой и воздействующих на них магнитными силовыми линиями.Дисплеи могут принимать различные формы, включая рябь занавесок, пульсирующие шарики, движущиеся импульсы или постоянное свечение. Высота влияет на цвета. Сине-фиолетовый/красный цвет появляется ниже 60 миль (100 км), а ярко-зеленый наиболее силен на расстоянии 60–150 миль (100–240 км). На высоте более 150 миль (240 км) появляются рубиново-красные цвета.

Панорамный вид на станцию ​​Мак-Мердо посреди зимы с полярным сиянием, Млечным Путем и полосами спутников в ночном небе. Вдали видны огни взлетно-посадочной полосы Pegasus White Ice.Июнь 2016 г. Джошуа Суонсон, NSF, фотограф. Фотобиблиотека антарктической программы США, Национальный научный фонд.

Интересные факты о северном сиянии

  • Согласно Нилу Боуну ( «Аврора: взаимодействие солнца и земли» , 1996), термин «северное сияние» — «северный рассвет» — впервые был использован Пьером Гассенди (1592–1655) и Галилео Галилеем (1564–1564 гг.). 1642), которые оба были свидетелями светового представления 12 сентября 1621 года. Однако Боун также включает описание северного сияния, сделанное за 1000 лет до этого Григорием Турским (538-594.) В нем была фраза «…так ярко, что можно было подумать, что день вот-вот наступит».
  • Полярные сияния наблюдались с древних времен.
  • Высота проявлений может достигать 1000 км (620 миль), хотя большинство из них находится в пределах 80-120 км.
  • Полярные сияния, как правило, более часты и зрелищны во время высокой активности солнечных пятен, которая длится примерно одиннадцать лет.
  • Некоторые показы особенно зрелищны и широко распространены, и они были отмечены в новостях.Примеры включают полярные сияния августа-сентября 1859 г., 11 февраля 1958 г. (огни шириной 1250 миль опоясали Арктику от Орегона до Нью-Гэмпшира) и 13 марта 1989 г. (все небо окрасилось в ярко-красный цвет, и полярное сияние было видно в Европы и Северной Америки на юг до Кубы).
  • В северных культурах существует множество легенд, объясняющих северное сияние. Некоторые североамериканские инуиты называют аврору aqsarniit («футболисты») и говорят, что духи умерших играют в футбол головой моржа.Часто легенды предупреждают детей, что свет может погаснуть и унести их.
  • 90–195 июня 1896 года норвежец Кристиан Биркеланд, «отец современной науки об полярных сияниях», выдвинул теорию о том, что электроны из солнечных пятен вызывают полярные сияния.
  • Йеллоунайф (Северо-Западные территории, Канада) — столица полярного туризма.
  • 90–195 Самое раннее известное описание северного сияния, по-видимому, содержится в вавилонской глиняной табличке из наблюдений, сделанных официальными астрономами царя Навуходоносора II, 568/567 г. до н.э.
  • Некоторые люди утверждают, что слышат звуки, связанные с северным сиянием, но задокументировать это явление было сложно.
Северное сияние, авиабаза Эйлсон, Аляска. Северное сияние, или северное сияние, сияет над Медвежьим озером. Огни являются результатом столкновения солнечных частиц с газами в атмосфере Земли. Ранние эскимосы и индейцы верили в разные легенды о северном сиянии, например, что это были души животных, танцующих в небе, или души поверженных врагов, пытающихся воскреснуть.Старший летчик Джошуа Странг, фотограф ВВС США. Медиа-галерея ВВС США.

Опубликовано: 19.11.2019. Автор: Справочно-научный отдел Библиотеки Конгресса

. .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.