DIE REGIERUNG VON MOSKAU
ABTEILUNG FÜR BILDUNG DER STADT MOSKAU
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STAATLICHER HAUSHALT BILDUNGSEINRICHTUNG
SEKUNDÄRE BILDUNGSSCHULE № 000
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Lektion Nr. 5 (28.02.13)
„Mit Text arbeiten“
Prüfungsmaterialien in Physik umfassen Aufgaben, die die Fähigkeit der Schüler testen, neue Informationen für sie zu beherrschen, mit diesen Informationen zu arbeiten, Fragen zu beantworten, deren Antworten sich aus dem für das Studium vorgeschlagenen Text ergeben. Nach dem Studium des Textes werden drei Aufgaben angeboten (Nr. 16.17 - Grundstufe, Nr. 18 - Oberstufe).
Gilberts Experimente zum Magnetismus.
Gilbert schnitt aus einem natürlichen Magneten eine Kugel, die an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten Pole hatte. Er nannte diesen kugelförmigen Magneten Terella (Abb. 1), also eine kleine Erde. Indem man eine sich bewegende Magnetnadel näher an sie heranführt, kann man deutlich die verschiedenen Positionen der Magnetnadel darstellen, die sie an verschiedenen Punkten der Erdoberfläche einnimmt: Am Äquator ist der Pfeil parallel zur Horizontebene, am Pol - senkrecht zur Horizontebene.
Betrachten wir ein Experiment, das „Magnetismus durch Beeinflussung“ offenbart. Wir hängen zwei Eisenstreifen parallel zueinander an Fäden und bringen langsam einen großen Permanentmagneten dazu. In diesem Fall laufen die unteren Enden der Streifen auseinander, da sie in gleicher Weise magnetisiert sind (Abb. 2a). Bei weiterer Annäherung des Magneten konvergieren die unteren Enden der Streifen etwas, da der Magnetpol selbst mit größerer Kraft auf sie einzuwirken beginnt (Abb. 2b).
Aufgabe 16
Wie ändert sich der Neigungswinkel der Magnetnadel, wenn sie sich entlang des Meridians vom Äquator zum Pol über den Globus bewegt?
1) nimmt ständig zu
2) nimmt ständig ab
3) zuerst steigt, dann sinkt
4) nimmt zuerst ab, steigt dann an
Richtige Antwort: 1
Aufgabe 17
An welchen Stellen befinden sich die Magnetpole der Terella (Abb. 1)?
Richtige Antwort: 2
Aufgabe 18
In einem Experiment, das „Magnetismus durch Beeinflussung“ aufdeckt, werden beide Eisenstreifen magnetisiert. Die Fig. 2a und 2b zeigen die Pole des linken Streifens für beide Fälle.
Am unteren Ende des rechten Streifens
1) In beiden Fällen erscheint der Südpol
2) In beiden Fällen erscheint der Nordpol
3) Im ersten Fall entsteht der nördliche und im zweiten Fall der südliche
4) Im ersten Fall entsteht der Süden und im zweiten Fall der Norden
Richtige Antwort: 2
Experimente des Ptolemäus zur Lichtbrechung.
Der griechische Astronom Claudius Ptolemäus (um 130 n. Chr.) ist der Autor eines bemerkenswerten Buches, das fast 15 Jahrhunderte lang als wichtigstes Lehrbuch der Astronomie diente. Neben dem astronomischen Lehrbuch verfasste Ptolemäus jedoch auch das Buch „Optik“, in dem er die Theorie des Sehens, die Theorie der flachen und sphärischen Spiegel und das Studium des Phänomens der Lichtbrechung skizzierte.
Ptolemäus stieß bei der Beobachtung der Sterne auf das Phänomen der Lichtbrechung. Er bemerkte, dass ein Lichtstrahl, der von einem Medium zum anderen übergeht, "bricht". Daher erreicht ein Sternstrahl, der die Erdatmosphäre durchdringt, die Erdoberfläche nicht in einer geraden Linie, sondern entlang einer gekrümmten Linie, dh es tritt eine Brechung auf. Die Krümmung des Strahlengangs entsteht dadurch, dass sich die Luftdichte mit der Höhe ändert.
Um das Brechungsgesetz zu untersuchen, führte Ptolemäus das folgende Experiment durch..gif" width="13" height="24 src="> (siehe Abbildung). Die Lineale konnten sich auf einer gemeinsamen Achse O um den Mittelpunkt des Kreises drehen.
Ptolemäus tauchte diesen Kreis bis zum Durchmesser AB in Wasser und stellte durch Drehen des unteren Lineals sicher, dass die Lineale für das Auge auf einer geraden Linie lagen (wenn Sie entlang des oberen Lineals schauen). Danach nahm er den Kreis aus dem Wasser und verglich die Einfallswinkel α und Brechung β . Er maß Winkel mit einer Genauigkeit von 0,5°. Die von Ptolemäus erhaltenen Zahlen sind in der Tabelle aufgeführt.
Einfallswinkel α , Grad | ||||||||
Brechungswinkel β , Grad |
Ptolemäus fand keine "Formel" für die Beziehung zwischen diesen beiden Zahlenreihen. Wenn Sie jedoch die Sinus dieser Winkel bestimmen, stellt sich heraus, dass das Verhältnis der Sinus durch fast dieselbe Zahl ausgedrückt wird, selbst bei einer so groben Messung der Winkel, auf die Ptolemaios zurückgegriffen hat.
Aufgabe 16
Brechung im Text bezieht sich auf das Phänomen
1) Änderungen der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls durch Reflexion an der Grenze zur Atmosphäre
2) Änderungen in der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls aufgrund von Brechung in der Erdatmosphäre
3) Absorption von Licht, wenn es sich in der Erdatmosphäre ausbreitet
4) Umrundung von Hindernissen durch einen Lichtstrahl und dadurch Abweichungen von der geradlinigen Ausbreitung
Richtige Antwort: 2
Aufgabe 17
Welche der folgenden Schlussfolgerungen widerspricht Experimente des Ptolemäus?
1) Der Brechungswinkel ist kleiner als der Einfallswinkel, wenn der Strahl von Luft auf Wasser übergeht
2) Mit zunehmendem Einfallswinkel steigt der Brechungswinkel linear an
3) das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Brechungswinkels ändert sich nicht
4) Der Sinus des Brechungswinkels hängt linear vom Sinus des Einfallswinkels ab
Richtige Antwort: 2
Aufgabe 18
Aufgrund der Lichtbrechung in einer ruhigen Atmosphäre die scheinbare Position der Sterne am Himmel relativ zum Horizont
1) über Istposition
2) unterhalb der tatsächlichen Position
3) vertikal in die eine oder andere Richtung relativ zur tatsächlichen Position verschoben
4) entspricht der tatsächlichen Position
Richtige Antwort: 1
Thomsons Experimente und die Entdeckung des Elektrons
Ende des 19. Jahrhunderts wurden viele Experimente durchgeführt, um die elektrische Entladung in verdünnten Gasen zu untersuchen. Die Entladung wurde zwischen einer Kathode und einer Anode eingeleitet, die in einem Glasrohr eingeschlossen waren, aus dem die Luft evakuiert wurde. Das, was von der Kathode ausging, wurde Kathodenstrahlen genannt.
Um die Natur der Kathodenstrahlen zu bestimmen, führte der englische Physiker Joseph John Thomson (1856 - 1940) das folgende Experiment durch. Sein Versuchsaufbau war eine Vakuumkathodenstrahlröhre (siehe Abbildung). Die Glühkathode K war die Quelle der Kathodenstrahlen, die durch das zwischen der Anode A und der Kathode K bestehende elektrische Feld beschleunigt wurden. In der Mitte der Anode befand sich ein Loch. Die Kathodenstrahlen, die durch dieses Loch hindurchgegangen sind, treffen auf den Punkt G an der Wand der Röhre S gegenüber dem Loch in der Anode. Ist die Wand S mit einem fluoreszierenden Stoff bedeckt, so erscheint der Auftreffpunkt der Strahlen im Punkt G als leuchtender Fleck. Auf dem Weg von A nach G passierten die Strahlen die Platten des Kondensators CD, an den die Spannung der Batterie angelegt werden konnte.
Wird diese Batterie eingeschaltet, so werden die Strahlen durch das elektrische Feld des Kondensators abgelenkt und es erscheint ein Fleck auf dem Schirm S in Position . Thomson schlug vor, dass sich Kathodenstrahlen wie negativ geladene Teilchen verhalten. Indem im Bereich zwischen den Platten des Kondensators auch ein gleichförmiges Magnetfeld senkrecht zur Ebene der Figur erzeugt wird (es ist durch Punkte dargestellt), ist es möglich, den Punkt dazu zu bringen, in die gleiche oder die entgegengesetzte Richtung abzuweichen.
Experimente haben gezeigt, dass die Ladung des Teilchens im absoluten Wert gleich der Ladung des Wasserstoffions (C) ist und seine Masse fast 1840-mal geringer ist als die Masse des Wasserstoffions.
In Zukunft hieß es Elektron. Als „Geburtstag“ des Elektrons gilt der 30. April 1897, an dem Joseph John Thomson über seine Forschungen berichtete.
Aufgabe 16
Was sind Kathodenstrahlen?
1) Röntgenstrahlen
2) Gammastrahlen
3) Elektronenfluss
4) Ionenfluss
Richtige Antwort: 3
Aufgabe 17
SONDERN. Kathodenstrahlen interagieren mit einem elektrischen Feld.
B. Kathodenstrahlen interagieren mit einem Magnetfeld.
1) nur A
2) nur B
4) weder A noch B
Richtige Antwort: 3
Aufgabe 18
Kathodenstrahlen (siehe Abbildung) treffen auf den Punkt G, sofern dieser zwischen den Platten des Kondensators CD liegt
1) Es wirkt nur das elektrische Feld
2) nur das Magnetfeld wirkt
3) die Einwirkung von Kräften aus den elektrischen und magnetischen Feldern wird kompensiert
4) die Einwirkung von Kräften aus dem Magnetfeld ist vernachlässigbar
Richtige Antwort: 3
Experimentelle Entdeckung des Äquivalenzgesetzes von Wärme und Arbeit.
1807 baute der Physiker J. Gay-Lussac, der die Eigenschaften von Gasen untersuchte, ein einfaches Experiment auf. Es ist seit langem bekannt, dass sich ein komprimiertes Gas abkühlt, wenn es sich ausdehnt. Gay-Lussac zwang das Gas, sich ins Leere auszudehnen – in ein Gefäß, aus dem zuvor die Luft abgepumpt wurde. Zu seiner Überraschung trat kein Temperaturabfall auf, die Temperatur des Gases änderte sich nicht. Der Forscher konnte das Ergebnis nicht erklären: Warum kühlt dasselbe Gas, gleich komprimiert, während es sich ausdehnt, ab, wenn es direkt in die Atmosphäre freigesetzt wird, und kühlt nicht ab, wenn es in ein leeres Gefäß entlassen wird, wo der Druck Null ist?
Dem deutschen Arzt Robert Mayer gelang es, das Erlebnis zu erklären. Mayer hatte die Idee, dass sich Arbeit und Wärme ineinander umwandeln lassen. Diese bemerkenswerte Idee ermöglichte es Mayer sofort, das mysteriöse Ergebnis des Gay-Lussac-Experiments deutlich zu machen: Wenn sich Wärme und Arbeit gegenseitig umwandeln, dann, wenn sich das Gas ins Leere ausdehnt, wenn es keine Arbeit verrichtet, da es keine Kraft gibt ( Druck) entgegen seiner Volumenzunahme Gas und sollte nicht gekühlt werden. Wenn das Gas beim Entspannen gegen äußeren Druck Arbeit verrichten muss, soll seine Temperatur sinken. Sie können keinen Job umsonst bekommen! Mayers bemerkenswertes Ergebnis wurde mehrfach durch direkte Messungen bestätigt; Von besonderer Bedeutung waren die Experimente von Joule, der die Wärmemenge maß, die benötigt wird, um eine Flüssigkeit mit einem darin rotierenden Rührer zu erhitzen. Gleichzeitig wurde sowohl die für die Drehung des Rührers aufgewendete Arbeit als auch die von der Flüssigkeit aufgenommene Wärmemenge gemessen. Egal wie sich die Versuchsbedingungen veränderten, unterschiedliche Flüssigkeiten, unterschiedliche Gefäße und Rührer genommen wurden, das Ergebnis war das gleiche: Aus der gleichen Arbeit wurde immer die gleiche Wärmemenge gewonnen.
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Schmelzkurve (p - Druck, T - Temperatur)
Nach modernen Vorstellungen bleibt der größte Teil des Erdinneren fest. Die Substanz der Asthenosphäre (die Erdhülle in 100 km bis 300 km Tiefe) befindet sich jedoch in einem fast geschmolzenen Zustand. So nennt man den festen Zustand, der bei leichter Temperaturerhöhung (Prozess 1) oder Druckabfall (Prozess 2) leicht in einen flüssigen (geschmolzenen) Zustand übergeht.
Die Quelle primärer Magmaschmelzen ist die Asthenosphäre. Nimmt in einem bestimmten Bereich der Druck ab (z. B. durch Verschiebung von Teilen der Lithosphäre), dann verwandelt sich der Feststoff der Asthenosphäre sofort in eine flüssige Schmelze, also in Magma.
Aber welche physikalischen Ursachen lösen den Mechanismus eines Vulkanausbruchs aus?
Neben Wasserdampf enthält Magma verschiedene Gase (Kohlendioxid, Chlorwasserstoff und Fluorid, Schwefeloxide, Methan und andere). Die Konzentration gelöster Gase entspricht dem Außendruck. In der Physik ist das Henrysche Gesetz bekannt: Die Konzentration eines in einer Flüssigkeit gelösten Gases ist proportional zu seinem Druck über der Flüssigkeit. Stellen Sie sich nun vor, dass der Druck in der Tiefe abgenommen hat. Im Magma gelöste Gase werden gasförmig. Magma nimmt an Volumen zu, schäumt auf und beginnt aufzusteigen. Während das Magma aufsteigt, sinkt der Druck noch weiter ab, wodurch der Prozess des Ausgasens zunimmt, was wiederum zu einer Beschleunigung des Aufstiegs führt.
Aufgabe 16
In welchem Aggregatzustand befindet sich die Substanz der Asthenosphäre in den Regionen I und II des Diagramms (siehe Abbildung)?
1) I - in Flüssigkeit, II - in Feststoff
2) I - fest, II - flüssig
3) I - in Flüssigkeit, II - in Flüssigkeit
4) I - fest, II - fest
Richtige Antwort: 2
Aufgabe 17
Welche Kraft lässt geschmolzenes, schaumiges Magma aufsteigen?
1) Schwerkraft
2) elastische Kraft
3) die Macht von Archimedes
4) Reibungskraft
Richtige Antwort: 3
Aufgabe 18
Dekompressionskrankheit ist eine Krankheit, die auftritt, wenn ein Taucher schnell aus großer Tiefe aufsteigt. Die Dekompressionskrankheit tritt beim Menschen mit einer schnellen Änderung des Außendrucks auf. Beim Arbeiten unter erhöhtem Druck nimmt menschliches Gewebe zusätzliche Mengen an Stickstoff auf. Taucher müssen daher langsam aufsteigen, damit das Blut Zeit hat, die entstehenden Gasbläschen in die Lunge zu tragen.
Welche Aussagen sind wahr?
SONDERN. Die Konzentration des im Blut gelösten Stickstoffs ist umso größer, je tiefer der Taucher eintaucht.
B. Bei einem zu schnellen Übergang von einer Hochdruckumgebung zu einer Niederdruckumgebung wird überschüssiger Stickstoff, der im Gewebe gelöst ist, freigesetzt und bildet Gasblasen.
1) nur A
2) nur B
4) weder A noch B
Richtige Antwort: 3
Geysire
Geysire befinden sich in der Nähe aktiver oder kürzlich erloschener Vulkane. Geysire brauchen die Wärme von Vulkanen, um auszubrechen.
Um die Physik von Geysiren zu verstehen, erinnern Sie sich daran, dass der Siedepunkt von Wasser vom Druck abhängt (siehe Abbildung).
Die Abhängigkeit des Siedepunktes von Wasser vom Druck
1) bewegt sich unter atmosphärischem Druck nach unten
2) bleibt im Gleichgewicht, da seine Temperatur unter dem Siedepunkt liegt
3) kühlt schnell ab, da seine Temperatur in 10 m Tiefe unter dem Siedepunkt liegt
4) siedet, da seine Temperatur höher ist als der Siedepunkt bei äußerem Druck Pa
Richtige Antwort: 4
Nebel
Unter bestimmten Bedingungen kondensiert Wasserdampf in der Luft teilweise, was zu Wassernebelnebel führt. Wassertropfen haben einen Durchmesser von 0,5 µm bis 100 µm.
Nehmen Sie ein Gefäß, füllen Sie es zur Hälfte mit Wasser und schließen Sie den Deckel. Die schnellsten Wassermoleküle, die die Anziehungskraft anderer Moleküle überwunden haben, springen aus dem Wasser und bilden Dampf über der Wasseroberfläche. Dieser Vorgang wird als Wasserverdunstung bezeichnet. Andererseits können Wasserdampfmoleküle, die miteinander und mit anderen Luftmolekülen kollidieren, zufällig in der Nähe der Wasseroberfläche landen und zurück in die Flüssigkeit gelangen. Das ist Dampfkondensation. Am Ende kompensieren sich bei gegebener Temperatur Verdampfungs- und Kondensationsvorgänge gegenseitig, d. h. es stellt sich ein Zustand des thermodynamischen Gleichgewichts ein. Wasserdampf, der sich in diesem Fall über der Flüssigkeitsoberfläche befindet, wird als gesättigt bezeichnet.
Wird die Temperatur erhöht, erhöht sich die Verdunstungsrate und es stellt sich ein Gleichgewicht bei höherer Wasserdampfdichte ein. Somit steigt die Dichte von Sattdampf mit steigender Temperatur (siehe Abbildung).
Die Abhängigkeit der Dichte von gesättigtem Wasserdampf von der Temperatur
Damit Nebel entsteht, ist es notwendig, dass der Dampf nicht nur gesättigt, sondern übersättigt wird. Wasserdampf wird bei ausreichender Kühlung (AB-Prozess) oder im Prozess der zusätzlichen Verdampfung von Wasser (AC-Prozess) gesättigt (und übersättigt). Dementsprechend wird der resultierende Nebel als Kühlnebel und Verdunstungsnebel bezeichnet.
Die zweite Bedingung für die Bildung von Nebel ist das Vorhandensein von Kondensationskernen (Zentren). Die Rolle der Kerne können Ionen, kleinste Wassertröpfchen, Staubpartikel, Rußpartikel und andere kleine Verunreinigungen spielen. Je größer die Luftverschmutzung, desto größer die Nebeldichte.
Aufgabe 16
Aus dem Diagramm in der Abbildung ist ersichtlich, dass bei einer Temperatur von 20 ° C die Dichte von gesättigtem Wasserdampf 17,3 g/m3 beträgt. Das heißt bei 20°C
5) in 1 m beträgt die Masse des gesättigten Wasserdampfs 17,3 g
6) in 17,3 m Luft gibt es 1 g gesättigten Wasserdampf
8) Luftdichte beträgt 17,3 g/m
Richtige Antwort: 1
Aufgabe 17
Bei welchem in der Grafik angegebenen Prozess kann Verdunstungsnebel beobachtet werden?
1) nur AB
2) Nur Wechselstrom
4) weder AB noch AC
Richtige Antwort: 2
Aufgabe 18
Welche Aussagen sind wahr?
SONDERN. Stadtnebel sind dichter als Nebel in Berggebieten.
B. Nebel werden bei einem starken Anstieg der Lufttemperatur beobachtet.
1) nur A
2) nur B
4) weder A noch B
Richtige Antwort: 1
Die Farbe des Himmels und der untergehenden Sonne
Warum ist der Himmel blau? Warum wird die untergehende Sonne rot? Es stellt sich heraus, dass der Grund in beiden Fällen derselbe ist - die Streuung des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre.
1869 führte der englische Physiker J. Tyndall das folgende Experiment durch: Ein schwach divergierender schmaler Lichtstrahl ging durch ein rechteckiges, mit Wasser gefülltes Aquarium. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass, wenn man den Lichtstrahl im Aquarium von der Seite betrachtet, dieser bläulich erscheint. Und wenn Sie den Strahl vom Austrittsende aus betrachten, erhält das Licht einen rötlichen Farbton. Dies kann durch die Annahme erklärt werden, dass blaues (Cyan) Licht stärker gestreut wird als rotes. Wenn daher ein weißer Lichtstrahl durch ein streuendes Medium tritt, wird hauptsächlich blaues Licht davon gestreut, so dass rotes Licht in dem Strahl, der das Medium verlässt, zu dominieren beginnt. Je länger der weiße Strahl im Streumedium wandert, desto roter erscheint er am Ausgang.
1871 entwickelte J. Strett (Rayleigh) eine Theorie der Streuung von Lichtwellen durch kleine Teilchen. Das von Rayleigh aufgestellte Gesetz besagt, dass die Intensität des gestreuten Lichts proportional zur vierten Potenz der Lichtfrequenz ist, oder mit anderen Worten, umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge des Lichts.
Rayleigh stellte eine Hypothese auf, wonach die Zentren, die Licht streuen, Luftmoleküle sind. Später, bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, wurde festgestellt, dass die Hauptrolle bei der Lichtstreuung Luftdichteschwankungen spielen - mikroskopische Verdickung und Verdünnung von Luft, die aus der chaotischen thermischen Bewegung von Luftmolekülen resultieren.
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Die Disc, auf der Ton aufgezeichnet wird, besteht aus einem speziellen weichen Wachsmaterial. Von dieser Wachsscheibe wird durch Galvanoformung eine Kupferkopie (Klischee) entfernt. Dabei wird reines Kupfer auf der Elektrode abgeschieden, wenn ein elektrischer Strom durch eine Lösung seiner Salze fließt. Die Kupferkopie wird dann auf Kunststoffscheiben gedruckt. So werden Schallplatten gemacht.
Beim Abspielen von Tönen wird eine Schallplatte unter eine Nadel gelegt, die mit der Membran des Grammophons verbunden ist, und die Schallplatte in Rotation versetzt. Wenn Sie sich entlang der wellenförmigen Rille der Platte bewegen, vibriert das Ende der Nadel und die Membran vibriert mit ihr, und diese Vibrationen geben den aufgenommenen Ton ziemlich genau wieder.
Aufgabe 16
Welche Schwingungen macht die Hornmembran unter Einwirkung einer Schallwelle?
5) kostenlos
6) gedämpft
7) gezwungen
8) Eigenschwingungen
Richtige Antwort: 3
Aufgabe 17
Welche Wirkung des Stroms wird verwendet, um ein Klischee von einer Wachsscheibe zu erhalten?
1) magnetisch
2) thermisch
3) Licht
4) chemisch
Richtige Antwort: 4
Aufgabe 18
Bei der mechanischen Tonaufnahme wird eine Stimmgabel verwendet. Mit einer Erhöhung der Klangzeit der Stimmgabel um das 2-fache
5) Die Länge der Klangrille wird um das 2-fache erhöht
6) Die Länge der Klangrille wird um das 2-fache verringert
7) Die Tiefe der Klangrille wird um das Zweifache erhöht
8) Die Tiefe der Klangrille wird um das 2-fache verringert
Richtige Antwort: 1
Magnetische Aufhängung
Die Durchschnittsgeschwindigkeit von Zügen auf Eisenbahnen wird nicht überschritten
150 km/h Einen Zug zu entwerfen, der es mit der Geschwindigkeit eines Flugzeugs aufnehmen kann, ist nicht einfach. Bei hohen Geschwindigkeiten können Eisenbahnräder der Belastung nicht standhalten. Es gibt nur einen Ausweg: die Räder stehen lassen und den Zug fliegen lassen. Eine Möglichkeit, einen Zug über die Schienen zu "hängen", ist die Verwendung von Magnetabstoßung.
1910 baute der Belgier E. Bachelet das weltweit erste Modell eines fliegenden Zuges und testete es. Ein 50 Kilogramm schwerer zigarrenförmiger Anhänger eines fliegenden Zuges beschleunigte auf eine Geschwindigkeit von über 500 km/h! Die Bachelet-Magnetstraße war eine Kette von Metallpfosten, auf deren Spitzen Spulen montiert waren. Nach dem Einschalten des Stroms wurde der Anhänger mit eingebauten Magneten über die Spulen gehoben und durch dasselbe Magnetfeld beschleunigt, über dem er aufgehängt war.
Fast gleichzeitig mit Bachelet im Jahr 1911 entwickelte Professor B. Weinberg vom Tomsker Institut für Technologie eine viel wirtschaftlichere Aufhängung für einen fliegenden Zug. Weinberg schlug vor, die Straße und die Autos nicht voneinander wegzuschieben, was mit enormen Energiekosten verbunden ist, sondern sie mit gewöhnlichen Elektromagneten anzuziehen. Die Elektromagnete der Straße wurden über dem Zug positioniert, um mit ihrer Anziehungskraft die Schwerkraft des Zuges zu kompensieren. Der Eisenwagen befand sich ursprünglich nicht genau unter dem Elektromagneten, sondern dahinter. Gleichzeitig wurden Elektromagnete über die gesamte Länge der Straße montiert. Als der Strom im ersten Elektromagneten eingeschaltet wurde, hob sich der Anhänger und bewegte sich vorwärts auf den Magneten zu. Doch kurz bevor der Anhänger am Elektromagneten haften bleiben sollte, wurde der Strom abgestellt. Der Zug flog durch Trägheit weiter und verringerte seine Höhe. Der nächste Elektromagnet wurde eingeschaltet, der Zug stieg wieder und beschleunigte. Indem er sein Auto in ein Kupferrohr stellte, aus dem die Luft herausgepumpt wurde, zerstreute Weinberg das Auto auf eine Geschwindigkeit von 800 km / h!
Aufgabe 16
Welche der magnetischen Wechselwirkungen können zur magnetischen Aufhängung genutzt werden?
SONDERN. Anziehung entgegengesetzter Pole.
B. Abstoßung gleicher Pole.
1) nur A
2) nur B
3) weder A noch B
Richtige Antwort: 4
Aufgabe 17
Wenn eine Magnetschwebebahn fährt
1) es gibt keine Reibungskräfte zwischen dem Zug und der Straße
2) Luftwiderstandskräfte sind vernachlässigbar
3) es werden elektrostatische Abstoßungskräfte verwendet
4) die Anziehungskräfte der gleichen Magnetpole verwendet werden
Richtige Antwort: 1
Aufgabe 18
Bei B. Weinbergs Modell einer Magnetbahn musste ein Waggon mit größerer Masse verwendet werden. Damit sich der neue Anhänger im gleichen Modus bewegt, ist dies erforderlich
5) Ersetzen Sie das Kupferrohr durch ein Eisenrohr
6) Schalten Sie den Strom in den Elektromagneten nicht ab, bis der Anhänger "klebt"
7) Erhöhung der Stromstärke in Elektromagneten
8) Bringen Sie Elektromagnete in größeren Abständen entlang der Straße an
Richtige Antwort: 3
Piezoelektrizität
1880 untersuchten die französischen Wissenschaftlerbrüder Pierre und Paul Curie die Eigenschaften von Kristallen. Sie stellten fest, dass, wenn ein Quarzkristall von zwei Seiten zusammengedrückt wird, elektrische Ladungen auf seinen Seiten senkrecht zur Kompressionsrichtung entstehen: auf einer Seite - positiv, auf der anderen - negativ. Kristalle von Turmalin, Rochelle-Salz und sogar Zucker haben die gleiche Eigenschaft. Ladungen auf den Kristallflächen entstehen auch, wenn es gedehnt wird. Wenn sich außerdem während der Kompression eine positive Ladung auf einer Fläche ansammelt, dann wird sich während der Spannung eine negative Ladung auf dieser Fläche ansammeln und umgekehrt. Dieses Phänomen wurde Piezoelektrizität genannt (vom griechischen Wort "piezo" - ich drücke). Ein Kristall mit dieser Eigenschaft wird als Piezoelektrikum bezeichnet. Später entdeckten die Curie-Brüder, dass der piezoelektrische Effekt umkehrbar ist: Wenn auf den Flächen eines Kristalls entgegengesetzte elektrische Ladungen erzeugt werden, schrumpft oder dehnt er sich, je nachdem, auf welcher Fläche eine positive oder negative Ladung angelegt wird.
Die Wirkung weit verbreiteter piezoelektrischer Feuerzeuge beruht auf dem Phänomen der Piezoelektrizität. Der Hauptteil eines solchen Feuerzeugs ist ein piezoelektrisches Element - ein piezoelektrischer Keramikzylinder mit Metallelektroden an den Basen. Mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung wird kurzzeitig auf das piezoelektrische Element eingeschlagen. Gleichzeitig treten auf seinen beiden Seiten entgegengesetzte elektrische Ladungen auf, die senkrecht zur Wirkungsrichtung der Verformungskraft liegen. Die Spannung zwischen diesen Seiten kann mehrere tausend Volt erreichen. Über isolierte Drähte werden zwei Elektroden, die sich in der Spitze des Feuerzeugs in einem Abstand von 3 - 4 mm voneinander befinden, mit Spannung versorgt. Eine Funkenentladung zwischen den Elektroden zündet das Gas-Luft-Gemisch.
Trotz sehr hoher Spannungen (~ 10 kV) sind Experimente mit einem Piezo-Feuerzeug absolut ungefährlich, da selbst bei einem Kurzschluss die Stromstärke vernachlässigbar und gesundheitlich unbedenklich ist, wie bei elektrostatischen Entladungen beim Ausziehen von Woll- oder Synthetikkleidung bei trockenem Wetter .
Aufgabe 16
Piezoelektrizität ist ein Phänomen
1) das Auftreten elektrischer Ladungen auf der Oberfläche von Kristallen während ihrer Verformung
2) das Auftreten von Zug- und Druckverformung in Kristallen
3) der Durchgang von elektrischem Strom durch die Kristalle
4) Durchgang einer Funkenentladung während der Kristallverformung
Richtige Antwort: 1
Aufgabe 17
Mit einem Piezo-Feuerzeug stellt nicht dar Gefahr, weil
7) Die Stromstärke ist vernachlässigbar
8) Ein Strom von 1 A ist für eine Person ungefährlich
Richtige Antwort: 3
Aufgabe 18
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfand der französische Wissenschaftler Paul Langevin den Sender von Ultraschallwellen. Als er die Flächen eines Quarzkristalls mit Elektrizität aus einem Hochfrequenzgenerator auflud, stellte er fest, dass der Kristall mit der Frequenz von Spannungsänderungen oszilliert. Der Emitter basiert auf
1) direkter piezoelektrischer Effekt
2) umgekehrter piezoelektrischer Effekt
3) das Phänomen der Elektrifizierung unter Einwirkung eines äußeren elektrischen Feldes
4) das Phänomen der Elektrifizierung beim Aufprall
Richtige Antwort: 2
Bau der ägyptischen Pyramiden
Die Cheopspyramide ist eines der sieben Weltwunder. Es gibt noch viele Fragen darüber, wie genau die Pyramide gebaut wurde.
Es war nicht einfach, Steine zu transportieren, zu heben und zu installieren, deren Masse Dutzende und Hunderte von Tonnen betrug.
Um die Steinblöcke hochzuheben, haben sie sich einen sehr kniffligen Weg ausgedacht. Rund um die Baustelle wurden Massenerdrampen errichtet. Als die Pyramide wuchs, stiegen die Rampen höher und höher, als würden sie das gesamte zukünftige Gebäude umschließen. Auf der Rampe wurden die Steine auf einem Schlitten wie auf dem Boden gezogen, wobei man sich mit Hebeln bediente. Der Neigungswinkel der Rampe war sehr gering - 5 oder 6 Grad, dadurch wuchs die Länge der Rampe auf Hunderte von Metern. So hatte beim Bau der Khafre-Pyramide die Rampe, die den oberen Tempel mit dem unteren mit einem Höhenunterschied von mehr als 45 m verband, eine Länge von 494 m und eine Breite von 4,5 m.
2007 schlug der französische Architekt Jean-Pierre Houdin vor, dass altägyptische Ingenieure beim Bau der Cheopspyramide ein System aus externen und internen Rampen und Tunneln verwendeten. Houdin glaubt, dass nur die untere mit Hilfe von externen Rampen gebaut wurde,
43-Meter-Teil (die Gesamthöhe der Cheops-Pyramide beträgt 146 Meter). Um die restlichen Blöcke anzuheben und zu installieren, wurde ein spiralförmig angeordnetes System interner Rampen verwendet. Dazu demontierten die Ägypter die äußeren Rampen und verlegten sie nach innen. Der Architekt ist sich sicher, dass die 1986 in der Dicke der Cheops-Pyramide entdeckten Hohlräume Tunnel sind, in die sich die Rampen allmählich verwandelten.
Aufgabe 16
Zu welcher Art von einfachen Mechanismen gehört eine Rampe?
5) beweglicher Block
6) fester Block
8) schiefe Ebene
Richtige Antwort: 4
Aufgabe 17
Zu den Rampen gehören
5) Lastenaufzug in Wohngebäuden
6) Auslegerkran
7) ein Tor zum Heben von Wasser aus einem Brunnen
8) eine geneigte Plattform für die Einfahrt von Fahrzeugen
Richtige Antwort: 4
Aufgabe 18
Wenn die Reibung vernachlässigt wird, darf die Rampe, die beim Bau der Chephren-Pyramide den oberen Tempel mit dem unteren verband, gewinnen
5) Die Stärke beträgt etwa das 11-fache
6) Mehr als 100 Mal wirksam
7) etwa 11 mal in Arbeit
8) in einer Entfernung von etwa 11 mal
Richtige Antwort: 1
Erde-Albedo
Die Temperatur in der Nähe der Erdoberfläche hängt vom Reflexionsvermögen des Planeten ab - Albedo. Die Oberflächen-Albedo ist das Verhältnis des Energieflusses der reflektierten Sonnenstrahlen zum Energiefluss der auf die Oberfläche einfallenden Sonnenstrahlen, ausgedrückt als Prozentsatz oder Bruchteil einer Einheit. Die Albedo der Erde im sichtbaren Teil des Spektrums beträgt etwa 40 %. Ohne Wolken wären es etwa 15%.
Die Albedo hängt von vielen Faktoren ab: dem Vorhandensein und Zustand von Bewölkung, Änderungen der Gletscher, Jahreszeiten und dementsprechend vom Niederschlag. In den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde die bedeutende Rolle von Aerosolen, den kleinsten festen und flüssigen Partikeln in der Atmosphäre, deutlich. Bei der Verbrennung von Kraftstoff gelangen gasförmige Schwefel- und Stickstoffoxide in die Luft; In der Atmosphäre verbinden sie sich mit Wassertröpfchen zu Schwefel, Salpetersäure und Ammoniak, die sich dann in Sulfat- und Nitrat-Aerosole verwandeln. Aerosole reflektieren nicht nur das Sonnenlicht, ohne es zur Erdoberfläche durchzulassen. Aerosolpartikel dienen als Keime für die Kondensation von Luftfeuchtigkeit bei der Wolkenbildung und tragen dadurch zu einer Erhöhung der Bewölkung bei. Und dies wiederum reduziert den Eintrag von Sonnenwärme auf die Erdoberfläche.
Auch die Durchlässigkeit für Sonnenstrahlen in den unteren Schichten der Erdatmosphäre hängt von Bränden ab. Durch Brände steigen Staub und Ruß in die Atmosphäre auf, die die Erde mit einem dichten Schirm bedecken und die Oberflächenalbedo erhöhen.
Aufgabe 16
Unter Oberflächenalbedo versteht man
1) der gesamte Sonnenstrahlenfluss, der auf die Erdoberfläche fällt
2) das Verhältnis des Energieflusses der reflektierten Strahlung zum Fluss der absorbierten Strahlung
3) das Verhältnis des Energieflusses der reflektierten Strahlung zum Fluss der einfallenden Strahlung
4) die Differenz zwischen der einfallenden und der reflektierten Strahlungsenergie
Richtige Antwort: 3
Aufgabe 17
Welche Aussagen sind wahr?
SONDERN. Aerosole reflektieren das Sonnenlicht und tragen so zu einer Abnahme der Albedo der Erde bei.
B. Vulkanausbrüche tragen zu einer Erhöhung der Albedo der Erde bei.
1) nur A
2) nur B
4) weder A noch B
Richtige Antwort: 2
Aufgabe 18
Die Tabelle zeigt einige Eigenschaften für die Planeten des Sonnensystems - Venus und Mars. Es ist bekannt, dass die Albedo der Venus A = 0,76 und die Albedo des Mars A = 0,15 beträgt. Welche der Eigenschaften beeinflusste hauptsächlich den Unterschied in der Albedo der Planeten?
Eigenschaften | Venus | Mars |
SONDERN. Durchschnittliche Entfernung von der Sonne in Radien der Erdumlaufbahn | ||
B. Durchschnittlicher Radius des Planeten, km | ||
BEIM. Anzahl der Satelliten | ||
G. Anwesenheit von Atmosphäre | sehr dicht | spärlich |
Richtige Antwort: 4
Treibhauseffekt
Um die Temperatur eines von der Sonne erhitzten Objekts zu bestimmen, ist es wichtig, seine Entfernung von der Sonne zu kennen. Je näher ein Planet im Sonnensystem an der Sonne ist, desto höher ist seine Durchschnittstemperatur. Für ein Objekt, das so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde, ergibt eine numerische Abschätzung der Durchschnittstemperatur auf der Oberfläche das folgende Ergebnis: T Å ≈ –15 °C.
In Wirklichkeit ist das Klima der Erde viel milder. Seine durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt etwa 18 ° C aufgrund des sogenannten Treibhauseffekts - Erwärmung des unteren Teils der Atmosphäre durch Strahlung von der Erdoberfläche.
In den unteren Schichten der Atmosphäre überwiegen Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %). Die restlichen Komponenten machen nur 1 % aus. Aber es ist dieser Prozentsatz, der die optischen Eigenschaften der Atmosphäre bestimmt, da Stickstoff und Sauerstoff fast nicht mit Strahlung interagieren.
Die Wirkung des „Gewächshauses“ ist jedem bekannt, der sich mit dieser unkomplizierten Gartenstruktur auseinandergesetzt hat. In der Atmosphäre sieht es so aus. Ein Teil der Sonnenstrahlung, der nicht von den Wolken reflektiert wird, durchdringt die Atmosphäre, die die Rolle von Glas oder Film spielt, und erwärmt die Erdoberfläche. Die erhitzte Oberfläche kühlt ab und gibt Wärmestrahlung ab, aber dies ist eine andere Strahlung - Infrarot. Die durchschnittliche Wellenlänge dieser Strahlung ist viel länger als die der Sonne, und daher lässt die Atmosphäre, die für sichtbares Licht fast transparent ist, Infrarotstrahlung viel schlechter durch.
Wasserdampf absorbiert etwa 62 % der Infrarotstrahlung, was zur Erwärmung der unteren Atmosphäre beiträgt. Auf Wasserdampf folgt in der Liste der Treibhausgase Kohlendioxid (CO2), das in klarer Luft 22 % der Infrarotstrahlung der Erde absorbiert.
Die Atmosphäre nimmt den Strom langwelliger Strahlung auf, der von der Oberfläche des Planeten aufsteigt, erwärmt sich und erwärmt wiederum die Erdoberfläche. Das Maximum im Sonnenstrahlungsspektrum liegt bei einer Wellenlänge von etwa 550 nm. Das Maximum im Spektrum der Erdstrahlung liegt bei einer Wellenlänge von etwa 10 Mikrometern. Die Rolle des Treibhauseffekts ist in Abbildung 1 dargestellt.
Abb.1(a). Kurve 1 - das berechnete Spektrum der Sonnenstrahlung (bei einer Photosphärentemperatur von 6000°C); Kurve 2 - berechnetes Strahlungsspektrum der Erde (bei einer Oberflächentemperatur von 25°C)
Abb.1 (b). Absorption (in Prozent) durch die Erdatmosphäre von Strahlung bei verschiedenen Wellenlängen. Im Bereich des Spektrums von 10 bis 20 μm gibt es Absorptionsbanden von CO2-, H2O-, O3-, CH4-Molekülen. Sie absorbieren die von der Erdoberfläche kommende Strahlung.
Aufgabe 16
Welches Gas spielt die größte Rolle beim Treibhauseffekt der Erdatmosphäre?
10) Sauerstoff
11) Kohlendioxid
12) Wasserdampf
Richtige Antwort: 4
Aufgabe 17
Welche der folgenden Aussagen entsprechen der Kurve in Abbildung 1(b)?
SONDERN. Sichtbare Strahlung, die dem Maximum des Sonnenspektrums entspricht, durchdringt die Atmosphäre nahezu ungehindert.
B. Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 10 Mikrometer geht praktisch nicht über die Erdatmosphäre hinaus.
5) nur A
6) nur B
8) weder A noch B
Richtige Antwort: 3
Aufgabe 18
Dank Treibhauseffekt
1) Bei kaltem, wolkigem Wetter schützt Wollkleidung den menschlichen Körper vor Unterkühlung
2) Tee in einer Thermoskanne bleibt lange heiß
3) Die durch die verglasten Fenster einfallenden Sonnenstrahlen erwärmen die Raumluft
4) An einem sonnigen Sommertag ist die Wassertemperatur in Stauseen niedriger als die Temperatur des Sandes am Ufer
Richtige Antwort: 3
Menschliches Gehör
Der tiefste Ton, der von einer Person mit normalem Gehör wahrgenommen wird, hat eine Frequenz von etwa 20 Hz. Die obere Grenze der Hörwahrnehmung ist individuell sehr unterschiedlich. Das Alter spielt hier eine besondere Rolle. Im Alter von 18 Jahren können Sie bei perfektem Gehör Töne bis 20 kHz hören, aber im Durchschnitt liegen die Grenzen der Hörbarkeit für jedes Alter im Bereich von 18 - 16 kHz. Mit zunehmendem Alter nimmt die Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs gegenüber hochfrequenten Tönen allmählich ab. Die Abbildung zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit der Schallwahrnehmung von der Frequenz für Menschen unterschiedlichen Alters.
Muskelkater" href="/text/category/boleznennostmz/" rel="bookmark">schmerzhafte Reaktionen. Verkehrs- oder Industrielärm wirkt bedrückend auf den Menschen - er ermüdet, irritiert, stört die Konzentration. Sobald dieser Lärm aufhört, eine Person erfährt ein Gefühl der Erleichterung und des Friedens.
Lärmpegel von 20–30 Dezibel (dB) sind für den Menschen praktisch ungefährlich. Dies ist eine natürliche Geräuschkulisse, ohne die das menschliche Leben nicht möglich ist. Für „laute Geräusche“ liegt die maximal zulässige Grenze bei etwa 80–90 Dezibel. Ein Geräusch von 120–130 Dezibel verursacht bereits Schmerzen bei einem Menschen, und bei 150 wird es für ihn unerträglich. Die Wirkung von Lärm auf den Körper ist abhängig von Alter, Hörempfindlichkeit, Einwirkungsdauer.
Am schädlichsten für das Gehör sind lange Zeiträume, in denen sie ununterbrochen Lärm mit hoher Intensität ausgesetzt sind. Nach einer starken Lärmbelastung steigt die normale Hörschwelle deutlich an, also die niedrigste Stufe (Lautstärke), bei der eine bestimmte Person einen Ton einer bestimmten Frequenz noch wahrnehmen kann. Hörschwellenmessungen werden in speziell ausgestatteten Räumen mit sehr geringen Umgebungsgeräuschen durchgeführt, wobei Tonsignale über Kopfhörer ausgegeben werden. Diese Technik wird Audiometrie genannt; Es ermöglicht Ihnen, eine Kurve der individuellen Hörempfindlichkeit oder ein Audiogramm zu erhalten. Normalerweise werden Abweichungen von der normalen Hörempfindlichkeit auf Audiogrammen vermerkt (siehe Abbildung).
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Geräuschquelle
Geräuschpegel (dB)
SONDERN. funktionierender Staubsauger
B. Lärm in der U-Bahn
BEIM. Orchester der Popmusik
G. Automobil
D. Flüstern in 1 m Entfernung
8) C, B, D und A
Richtige Antwort: 1
Es gibt viele interessante Dinge auf der Welt. Das Funkeln der Sterne ist eines der erstaunlichsten Phänomene. Wie viele verschiedene Überzeugungen sind mit diesem Phänomen verbunden! Das Unbekannte macht immer Angst und zieht gleichzeitig an. Was ist die Natur eines solchen Phänomens?
Einfluss der Atmosphäre
Astronomen haben eine interessante Entdeckung gemacht: Das Funkeln von Sternen hat nichts mit ihrer Veränderung zu tun. Warum funkeln dann die Sterne am Nachthimmel? Es geht um die atmosphärische Bewegung kalter und heißer Luftströme. Wo warme Schichten über kalte gehen, bilden sich dort Luftwirbel. Unter dem Einfluss dieser Wirbel werden die Lichtstrahlen verzerrt. Die Lichtstrahlen werden also gebogen und verändern die scheinbare Position der Sterne.
Eine interessante Tatsache ist, dass die Sterne überhaupt nicht funkeln. Eine solche Vision wird auf der Erde erschaffen. Die Augen der Beobachter nehmen das vom Stern kommende Licht wahr, wenn es die Atmosphäre durchdringt. Daher kann die Frage, warum die Sterne funkeln, damit beantwortet werden, dass die Sterne nicht funkeln, und das Phänomen, das wir auf der Erde beobachten, eine Verzerrung des Lichts ist, das vom Stern durch die atmosphärischen Luftschichten gewandert ist. Gäbe es keine solchen Luftbewegungen, würde das Funkeln nicht einmal vom entferntesten Stern im Weltraum beobachtet werden.
wissenschaftliche Erklärung
Wenn wir die Frage, warum Sterne funkeln, näher erläutern, ist es erwähnenswert, dass dieser Prozess beobachtet wird, wenn Licht von einem Stern von einer dichteren atmosphärischen Schicht zu einer weniger dichten übergeht. Außerdem bewegen sich diese Schichten, wie oben erwähnt, ständig relativ zueinander. Aus den Gesetzen der Physik wissen wir, dass warme Luft aufsteigt und kalte Luft absinkt. Wenn Licht diese Schichtgrenze passiert, beobachten wir Flimmern.
Beim Durchgang durch die unterschiedlich dichten Luftschichten beginnt das Licht der Sterne zu flackern, ihre Umrisse verschwimmen und das Bild nimmt zu. Dabei ändert sich auch die Intensität der Strahlung und dementsprechend die Helligkeit. Durch das Studium und die Beobachtung der oben beschriebenen Prozesse haben Wissenschaftler verstanden, warum Sterne funkeln und ihr Funkeln in unterschiedlicher Intensität funkelt. In der Wissenschaft wird diese Änderung der Lichtintensität als Szintillation bezeichnet.
Planeten vs Sterne: Was ist der Unterschied?
Eine interessante Tatsache ist, dass nicht jedes kosmische Leuchtobjekt Licht aus dem Szintillationsphänomen aussendet. Nehmen wir Planeten. Sie reflektieren auch das Sonnenlicht, flackern aber nicht. Es liegt in der Natur der Strahlung, dass ein Planet von einem Stern unterschieden wird. Ja, das Licht eines Sterns gibt ein Funkeln, aber die Planeten nicht.
Seit der Antike hat die Menschheit gelernt, sich anhand der Sterne im Weltraum zurechtzufinden. In jenen Tagen, als präzise Instrumente noch nicht erfunden wurden, half der Himmel, den richtigen Weg zu finden. Und heute hat dieses Wissen nichts von seiner Bedeutung verloren. Die Astronomie als Wissenschaft wurde im 16. Jahrhundert mit der Erfindung des Teleskops geboren. Damals begannen sie, das Licht der Sterne genau zu beobachten und die Gesetze zu studieren, nach denen sie funkeln. Wort Astronomie im Griechischen bedeutet es „das Gesetz der Sterne“.
Star-Wissenschaft
Die Astronomie untersucht das Universum und die Himmelskörper, ihre Bewegung, Lage, Struktur und Herkunft. Dank der Entwicklung der Wissenschaft haben Astronomen erklärt, wie sich ein funkelnder Stern am Himmel von einem Planeten unterscheidet, wie die Entwicklung von Himmelskörpern, ihren Systemen und Satelliten abläuft. Diese Wissenschaft hat weit über die Grenzen des Sonnensystems hinausgeblickt. Pulsare, Quasare, Nebel, Asteroiden, Galaxien, Schwarze Löcher, interstellare und interplanetare Materie, Kometen, Meteoriten und alles, was mit dem Weltraum zu tun hat, wird von der Wissenschaft der Astronomie untersucht.
Die Intensität und Farbe des funkelnden Sternenlichts wird auch von der Höhe der Atmosphäre und der Nähe zum Horizont beeinflusst. Es ist leicht zu erkennen, dass die nahegelegenen Sterne heller leuchten und in verschiedenen Farben schimmern. Besonders schön wird dieses Schauspiel in frostigen Nächten oder unmittelbar nach Regen. In diesen Momenten ist der Himmel wolkenlos, was zu einem helleren Schimmer beiträgt. Sirius hat eine besondere Ausstrahlung.
Atmosphäre und Sternenlicht
Wenn Sie das Sternenfunkeln beobachten möchten, sollten Sie verstehen, dass dies bei einer ruhigen Atmosphäre im Zenit nur gelegentlich möglich ist. Die Helligkeit des Lichtstroms ändert sich ständig. Das liegt wiederum an der Ablenkung von Lichtstrahlen, die ungleichmäßig über die Erdoberfläche gebündelt sind. Auch der Wind beeinflusst die Sternenlandschaft. Dabei findet sich der Betrachter des Sternpanoramas ständig abwechselnd in einem abgedunkelten oder beleuchteten Bereich wieder.
Bei der Beobachtung von Sternen in einer Höhe von mehr als 50 ° ist die Farbänderung nicht wahrnehmbar. Aber die Sterne, die unter 35 ° liegen, werden ziemlich oft funkeln und ihre Farbe ändern. Sehr intensives Flackern weist auf die Heterogenität der Atmosphäre hin, die in direktem Zusammenhang mit der Meteorologie steht. Während der Beobachtung des Sternfunkelns wurde festgestellt, dass es dazu neigt, sich bei reduziertem atmosphärischem Druck und Temperatur zu verstärken. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit ist auch eine Zunahme des Flimmerns zu erkennen. Es ist jedoch unmöglich, das Wetter aus der Szintillation vorherzusagen. Der Zustand der Atmosphäre hängt von einer Vielzahl unterschiedlicher Faktoren ab, was allein aus dem Sternenfunkeln keine Rückschlüsse auf das Wetter zulässt. Natürlich funktionieren einige Punkte, aber bisher hat dieses Phänomen seine eigenen Unklarheiten und Rätsel.
Questquelle: Entscheidung 4555. OGE 2017 Physik, E.E. Kamzejew. 30 Optionen.
Aufgabe 20. Brechung im Text bezieht sich auf das Phänomen
1) Änderungen der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls durch Reflexion an der Grenze zur Atmosphäre
2) Änderungen in der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls aufgrund von Brechung in der Erdatmosphäre
3) Absorption von Licht, wenn es sich in der Erdatmosphäre ausbreitet
4) Umrundung von Hindernissen durch einen Lichtstrahl und dadurch Abweichungen von der geradlinigen Ausbreitung
Entscheidung.
Bevor ein Lichtstrahl von einem entfernten Weltraumobjekt (z. B. einem Stern) in das Auge des Beobachters eintreten kann, muss er die Erdatmosphäre passieren. Dabei durchläuft der Lichtstrahl die Prozesse Brechung, Absorption und Streuung.
Die Lichtbrechung in der Atmosphäre ist ein optisches Phänomen, das durch die Brechung von Lichtstrahlen in der Atmosphäre verursacht wird und sich in der scheinbaren Verschiebung entfernter Objekte (z. B. am Himmel beobachteter Sterne) manifestiert. Nähert sich ein Lichtstrahl eines Himmelskörpers der Erdoberfläche, nimmt die Dichte der Atmosphäre zu (Abb. 1) und die Strahlen werden immer stärker gebrochen. Der Vorgang der Ausbreitung eines Lichtstrahls durch die Erdatmosphäre lässt sich mit einem Stapel transparenter Platten modellieren, deren optische Dichte sich mit der Ausbreitung des Strahls ändert.
Aufgrund der Brechung sieht der Betrachter Objekte nicht in Richtung ihrer eigentlichen Position, sondern entlang einer Tangente zum Strahlengang am Beobachtungspunkt (Abb. 3). Der Winkel zwischen der wahren und der scheinbaren Richtung eines Objekts wird als Brechungswinkel bezeichnet. Sterne in Horizontnähe, deren Licht die größte Dicke der Atmosphäre passieren muss, unterliegen am stärksten der atmosphärischen Brechung (der Brechungswinkel beträgt etwa 1/6 Winkelgrad).
Der griechische Astronom Claudius Ptolemäus (um 130 n. Chr.) ist der Autor eines bemerkenswerten Buches, das fast 15 Jahrhunderte lang als wichtigstes Lehrbuch der Astronomie diente. Neben dem astronomischen Lehrbuch schrieb Ptolemaios jedoch auch das Buch Optik, in dem er die Theorie des Sehens, die Theorie der flachen und sphärischen Spiegel und die Untersuchung des Phänomens der Lichtbrechung skizzierte. Ptolemäus stieß bei der Beobachtung der Sterne auf das Phänomen der Lichtbrechung. Er bemerkte, dass ein Lichtstrahl, der von einem Medium zum anderen übergeht, "bricht". Daher erreicht ein Sternstrahl, der die Erdatmosphäre durchdringt, die Erdoberfläche nicht in einer geraden Linie, sondern entlang einer gekrümmten Linie, dh es tritt eine Brechung auf. Die Krümmung des Strahlengangs entsteht dadurch, dass sich die Luftdichte mit der Höhe ändert.
Um das Brechungsgesetz zu untersuchen, führte Ptolemäus das folgende Experiment durch. Er nahm den Kreis und befestigte die Lineale l1 und l2 auf der Achse, so dass sie sich frei darum drehen konnten (siehe Abbildung). Ptolemäus tauchte diesen Kreis bis zum Durchmesser AB in Wasser und stellte durch Drehen des unteren Lineals sicher, dass die Lineale für das Auge auf einer geraden Linie lagen (wenn Sie entlang des oberen Lineals schauen). Danach nahm er den Kreis aus dem Wasser und verglich die Einfallswinkel α und die Brechung β. Er maß Winkel mit einer Genauigkeit von 0,5°. Die von Ptolemäus erhaltenen Zahlen sind in der Tabelle aufgeführt.
Ptolemaios fand für diese beiden Zahlenreihen keine "Formel" der Beziehung. Wenn Sie jedoch die Sinus dieser Winkel bestimmen, stellt sich heraus, dass das Verhältnis der Sinus durch fast dieselbe Zahl ausgedrückt wird, selbst bei einer so groben Messung der Winkel, auf die Ptolemaios zurückgegriffen hat.
Aufgrund der Lichtbrechung in einer ruhigen Atmosphäre die scheinbare Position der Sterne am Himmel relativ zum Horizont
1) über der tatsächlichen Position
2) unter der tatsächlichen Position
3) vertikal in die eine oder andere Richtung relativ zur tatsächlichen Position verschoben
4) entspricht der tatsächlichen Position
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In einer ruhigen Atmosphäre werden die Positionen von Sternen beobachtet, die an der Stelle, an der sich der Beobachter befindet, nicht senkrecht zur Erdoberfläche stehen. Was ist die scheinbare Position der Sterne – über oder unter ihrer tatsächlichen Position relativ zum Horizont? Erklären Sie die Antwort.
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Brechung im Text bezieht sich auf das Phänomen
1) Änderungen der Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls durch Reflexion an der Grenze zur Atmosphäre
2) Änderungen der Ausbreitungsrichtung eines Lichtstrahls aufgrund von Brechung in der Erdatmosphäre
3) Absorption von Licht, wenn es sich durch die Erdatmosphäre ausbreitet
4) Lichtstrahl, der sich um Hindernisse biegt und so die geradlinige Ausbreitung ablenkt
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Welche der folgenden Schlussfolgerungen widerspricht Experimente des Ptolemäus?
1) Der Brechungswinkel ist kleiner als der Einfallswinkel, wenn der Strahl von Luft auf Wasser übergeht
2) mit zunehmendem Einfallswinkel steigt der Brechungswinkel linear an
3) das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Brechungswinkels ändert sich nicht
4) der Sinus des Brechungswinkels hängt linear vom Sinus des Einfallswinkels ab
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Photolumineszenz
Einige Substanzen beginnen, wenn sie von elektromagnetischer Strahlung beleuchtet werden, selbst zu leuchten. Dieses Leuchten oder Leuchten hat ein wichtiges Merkmal: Das Lumineszenzlicht hat eine andere spektrale Zusammensetzung als das Licht, das das Leuchten verursacht hat. Beobachtungen zeigen, dass Lumineszenzlicht eine längere Wellenlänge hat als das anregende Licht. Wird beispielsweise ein violetter Lichtstrahl auf einen Kegel mit einer Fluoresceinlösung gerichtet, beginnt die beleuchtete Flüssigkeit hell mit grün-gelbem Licht zu leuchten.
Einige Körper behalten die Fähigkeit zu leuchten, nachdem ihr Leuchten aufgehört hat. Ein solches Nachleuchten kann eine unterschiedliche Dauer haben: von Sekundenbruchteilen bis zu vielen Stunden. Es ist üblich, ein Leuchten, das mit dem Aufleuchten aufhört, als Fluoreszenz zu bezeichnen, und ein Leuchten, das eine merkliche Dauer hat, als Phosphoreszenz.
Phosphoreszierende kristalline Pulver werden verwendet, um spezielle Bildschirme zu beschichten, die nach der Beleuchtung zwei bis drei Minuten lang leuchten. Solche Bildschirme leuchten auch unter Einwirkung von Röntgenstrahlen.
Phosphoreszierende Pulver haben eine sehr wichtige Anwendung bei der Herstellung von Leuchtstofflampen gefunden. In mit Quecksilberdampf gefüllten Gasentladungslampen wird beim Durchgang eines elektrischen Stroms ultraviolette Strahlung erzeugt. Der sowjetische Physiker S.I. Vavilov schlug vor, die Innenfläche solcher Lampen mit einer speziell hergestellten phosphoreszierenden Zusammensetzung zu bedecken, die bei Bestrahlung mit Ultraviolett sichtbares Licht liefert. Durch die Wahl der Zusammensetzung der phosphoreszierenden Substanz ist es möglich, die spektrale Zusammensetzung des emittierten Lichts so nahe wie möglich an der spektralen Zusammensetzung des Tageslichts zu erhalten.
Das Phänomen der Lumineszenz zeichnet sich durch eine extrem hohe Empfindlichkeit aus: Manchmal genügen 10 – 10 g eines Leuchtstoffs, beispielsweise in Lösung, um diesen Stoff an seinem charakteristischen Leuchten zu erkennen. Diese Eigenschaft ist die Grundlage der Lumineszenzanalyse, die es ermöglicht, vernachlässigbare Verunreinigungen zu erkennen und Verunreinigungen oder Prozesse zu beurteilen, die zu einer Veränderung der ursprünglichen Substanz führen.
Menschliches Gewebe enthält eine Vielzahl natürlicher Fluorophore, die unterschiedliche Fluoreszenz-Spektralbereiche aufweisen. Die Abbildung zeigt die Emissionsspektren der wichtigsten Fluorophore biologischer Gewebe und die Größenordnung elektromagnetischer Wellen.
Nach den gegebenen Daten glüht Pyroxidin
1) Rotlicht
2) gelbes Licht
3) grünes Licht
4) lila Licht
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Zwei identische Kristalle mit der Eigenschaft der Phosphoreszenz im gelben Teil des Spektrums wurden vorläufig beleuchtet: der erste mit roten Strahlen, der zweite mit blauen Strahlen. Bei welchem der Kristalle wird es möglich sein, ein Nachleuchten zu beobachten? Erklären Sie die Antwort.
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Bei der Untersuchung von Lebensmitteln kann das Lumineszenzverfahren eingesetzt werden, um Verderb und Fälschung von Produkten zu erkennen.
Die Tabelle zeigt die Indikatoren für die Lumineszenz von Fetten.
Die Lumineszenzfarbe der Butter änderte sich von gelbgrün nach blau. Dies bedeutet, dass die Butter hätte hinzugefügt werden können
1) nur Buttermargarine
2) nur Margarine "Extra"
3) nur Pflanzenfett
4) eines der angegebenen Fette
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Erde-Albedo
Die Temperatur an der Erdoberfläche hängt vom Reflexionsvermögen des Planeten ab - Albedo. Die Oberflächen-Albedo ist das Verhältnis des Energieflusses des reflektierten Sonnenlichts zum Energiefluss der auf die Oberfläche einfallenden Sonnenstrahlen, ausgedrückt als Prozentsatz oder Bruchteil einer Einheit. Die Albedo der Erde im sichtbaren Teil des Spektrums beträgt etwa 40 %. Ohne Wolken wären es etwa 15%.
Die Albedo hängt von vielen Faktoren ab: dem Vorhandensein und Zustand von Bewölkung, Änderungen der Gletscher, Jahreszeiten und dementsprechend vom Niederschlag.
In den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde die bedeutende Rolle von Aerosolen - "Wolken" aus kleinsten festen und flüssigen Partikeln in der Atmosphäre - offensichtlich. Bei der Verbrennung von Kraftstoff gelangen gasförmige Schwefel- und Stickstoffoxide in die Luft; In der Atmosphäre verbinden sie sich mit Wassertröpfchen zu Schwefel, Salpetersäure und Ammoniak, die sich dann in Sulfat- und Nitrat-Aerosole verwandeln. Aerosole reflektieren nicht nur das Sonnenlicht, ohne es zur Erdoberfläche durchzulassen. Aerosolpartikel dienen als Keime für die Kondensation von Luftfeuchtigkeit bei der Wolkenbildung und tragen dadurch zu einer Erhöhung der Bewölkung bei. Und dies wiederum reduziert den Eintrag von Sonnenwärme auf die Erdoberfläche.
Auch die Durchlässigkeit für Sonnenstrahlen in den unteren Schichten der Erdatmosphäre hängt von Bränden ab. Durch Brände steigen Staub und Ruß in die Atmosphäre auf, die die Erde mit einem dichten Schirm bedecken und die Oberflächenalbedo erhöhen.
Welche Aussagen sind wahr?
SONDERN. Aerosole reflektieren das Sonnenlicht und tragen so zu einer Abnahme der Albedo der Erde bei.
B. Vulkanausbrüche tragen zu einer Erhöhung der Albedo der Erde bei.
1) nur A
2) nur b
3) sowohl A als auch B
4) weder A noch B
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Die Tabelle zeigt einige Eigenschaften für die Planeten des Sonnensystems - Venus und Mars. Es ist bekannt, dass die Albedo der Venus Ein 1= 0,76 und die Albedo des Mars A 2= 0,15. Welche der Eigenschaften beeinflusste hauptsächlich den Unterschied in der Albedo der Planeten?
1) SONDERN 2) B 3) BEIM 4) G
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Erhöht oder verringert sich die Albedo der Erde bei Vulkanausbrüchen? Erklären Sie die Antwort.
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Unter Oberflächenalbedo versteht man
1) die Gesamtmenge an Sonnenlicht, die auf die Erdoberfläche fällt
2) das Verhältnis des Energieflusses der reflektierten Strahlung zum Fluss der absorbierten Strahlung
3) das Verhältnis des Energieflusses der reflektierten Strahlung zum Fluss der einfallenden Strahlung
4) die Differenz zwischen einfallender und reflektierter Strahlungsenergie
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Spectra-Studie
Alle erhitzten Körper strahlen elektromagnetische Wellen aus. Um die Abhängigkeit der Strahlungsintensität von der Wellenlänge experimentell zu untersuchen, ist Folgendes erforderlich:
1) expandiere die Strahlung in ein Spektrum;
2) Messen Sie die Energieverteilung im Spektrum.
Um Spektren zu erhalten und zu untersuchen, werden Spektralgeräte - Spektrographen - verwendet. Das Schema des Prismenspektrographen ist in der Abbildung dargestellt. Die untersuchte Strahlung tritt zuerst in die Röhre ein, an deren einem Ende sich ein Bildschirm mit einem schmalen Schlitz und am anderen eine Sammellinse befindet L ein . Der Spalt befindet sich im Brennpunkt der Linse. Daher tritt ein divergierender Lichtstrahl, der durch den Schlitz in die Linse eintritt, in einem parallelen Strahl aus ihr aus und fällt auf das Prisma R.
Da unterschiedliche Frequenzen unterschiedlichen Brechungsindizes entsprechen, treten aus dem Prisma parallele Strahlen unterschiedlicher Farbe aus, die in der Richtung nicht zusammenfallen. Sie fallen auf die Linse L 2. An der Brennweite dieses Objektivs befindet sich ein Bildschirm, Milchglas oder eine Fotoplatte. Linse L 2 fokussiert parallele Strahlenbündel auf den Schirm, und statt eines einzelnen Spaltbildes erhält man eine ganze Reihe von Bildern. Jede Frequenz (genauer gesagt ein schmales Spektralintervall) hat ein eigenes Bild in Form eines farbigen Streifens. All diese Bilder zusammen
und bilden ein Spektrum.
Die Strahlungsenergie bewirkt eine Erwärmung des Körpers, es genügt also, die Körpertemperatur zu messen und daraus die pro Zeiteinheit aufgenommene Energiemenge zu beurteilen. Als empfindliches Element kann man eine dünne Metallplatte nehmen, die mit einer dünnen Rußschicht bedeckt ist, und durch Erhitzen der Platte kann man die Strahlungsenergie in einem bestimmten Teil des Spektrums beurteilen.
Der Zerlegung von Licht in ein Spektrum in der in der Figur gezeigten Vorrichtung liegt zugrunde
1) Phänomen der Lichtstreuung
2) Phänomen der Lichtreflexion
3) Lichtabsorptionsphänomen
4) dünne Linseneigenschaften
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Im Gerät eines Prismenspektrografen die Linse L 2 (siehe Abbildung) verwendet wird
1) Zerlegung von Licht in ein Spektrum
2) Fokussieren von Strahlen einer bestimmten Frequenz in einem schmalen Streifen auf dem Bildschirm
3) Bestimmung der Strahlungsintensität in verschiedenen Teilen des Spektrums
4) Umwandlung eines divergierenden Lichtstrahls in parallele Strahlen
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Ist es notwendig, die Metallplatte des im Spektrographen verwendeten Thermometers mit einer Rußschicht zu überziehen? Erklären Sie die Antwort.
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