هناك الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام في العالم. وميض النجوم من الظواهر المدهشة. كم عدد المعتقدات المختلفة المرتبطة بهذه الظاهرة! المجهول دائمًا يخيف ويجذب في نفس الوقت. ما هي طبيعة هذه الظاهرة؟
تأثير الغلاف الجوي
لقد فعل علماء الفلك اكتشاف مثير للاهتمام: وميض النجوم لا علاقة له بتغيراتها. إذن لماذا تتلألأ النجوم في سماء الليل؟ الأمر كله يتعلق بالحركة الجوية لتدفقات الهواء البارد والساخن. وعندما تمر الطبقات الدافئة فوق الباردة، تتشكل دوامات هوائية. تحت تأثير هذه الدوامات، تتشوه أشعة الضوء. وهكذا تنحني أشعة الضوء، فتغير الموقع الظاهري للنجوم.
والحقيقة المثيرة للاهتمام هي أن النجوم لا تتلألأ على الإطلاق. تم إنشاء هذه الرؤية على الأرض. ترى أعين الراصدين الضوء الصادر من النجم بعد مروره بالغلاف الجوي. ولذلك، بالنسبة للسؤال عن سبب وميض النجوم، يمكننا الإجابة بأن النجوم لا تلمع، ولكن الظاهرة التي نلاحظها على الأرض هي تشوه الضوء الذي مر من النجم عبر طبقات الهواء الجوية. إذا لم تحدث مثل هذه الحركات الجوية، فلن يتم ملاحظة الخفقان، حتى من جدا نجم بعيدفي الفضاء.
التفسير العلمي
إذا قمنا بتوسيع مسألة سبب وميض النجوم بمزيد من التفصيل، تجدر الإشارة إلى أن هذه العملية يتم ملاحظتها عندما ينتقل الضوء الصادر عن النجم من طبقة جوية أكثر كثافة إلى طبقة أقل كثافة. بالإضافة إلى ذلك، كما ذكرنا أعلاه، فإن هذه الطبقات تتحرك باستمرار بالنسبة لبعضها البعض. نعلم من قوانين الفيزياء أن الهواء الدافئ يرتفع، والهواء البارد، على العكس من ذلك، يهبط. عندما يمر الضوء عبر حدود الطبقة نلاحظ الخفقان.
من خلال المرور عبر طبقات الهواء ذات الكثافة المختلفة، يبدأ ضوء النجوم في الوميض، وتتشوه الخطوط العريضة لها وتزداد الصورة. في الوقت نفسه، تتغير شدة الإشعاع، وبالتالي السطوع. وهكذا، من خلال دراسة ومراقبة العمليات الموصوفة أعلاه، فهم العلماء سبب وميض النجوم، وتباين شدة وميضها. في العلم، هذا التغيير في شدة الضوء يسمى التلألؤ.
الكواكب والنجوم: ما الفرق؟
والحقيقة الأخرى المثيرة للاهتمام هي أنه ليس كل جسم كوني مضيء ينتج ضوءًا منبعثًا من ظاهرة التلألؤ. لنأخذ الكواكب. كما أنها تعكس ضوء الشمس، ولكن لا تومض. وبطبيعة الإشعاع يتميز الكوكب عن النجم. نعم، ضوء النجم يومض، لكن ضوء الكوكب لا يومض.
منذ العصور القديمة، تعلمت البشرية التنقل في الفضاء باستخدام النجوم. في تلك الأيام التي لم يتم فيها اختراع الأدوات الدقيقة، ساعدت السماء في العثور على الطريق الصحيح. واليوم لم تفقد هذه المعرفة أهميتها. بدأ علم الفلك كعلم في القرن السادس عشر، عندما تم اختراع التلسكوب لأول مرة. وذلك عندما بدأوا بمراقبة ضوء النجوم عن كثب ودراسة القوانين التي تومض بها. كلمة الفلكترجمته من اليونانية هو "قانون النجوم".
علم النجوم
يدرس علم الفلك الكون والأجرام السماوية وحركتها وموقعها وبنيتها وأصلها. بفضل تطور العلم، أوضح علماء الفلك كيف يختلف النجم الوامض في السماء عن الكوكب، وكيف يحدث التطور الأجرام السماوية، أنظمتهم، الأقمار الصناعية. لقد نظر هذا العلم إلى ما هو أبعد من الحدود النظام الشمسي. النجوم النابضة والكوازارات والسدم والكويكبات والمجرات والثقوب السوداء والمواد بين النجوم وبين الكواكب والمذنبات والنيازك وكل ما يتعلق بها الفضاء الخارجي، يدرس علم الفلك.
وتتأثر شدة ولون ضوء النجوم المتلألئ أيضًا بارتفاع الغلاف الجوي وقربه من الأفق. من السهل ملاحظة أن النجوم القريبة منه تتألق بشكل أكثر سطوعًا وتلمع بألوان مختلفة. يصبح هذا المنظر جميلًا بشكل خاص في الليالي الباردة أو بعد المطر مباشرة. في هذه اللحظات تكون السماء صافية، مما يساهم في وميض أكثر سطوعًا. سيريوس لديه إشعاع خاص.
الغلاف الجوي وضوء النجوم
إذا كنت ترغب في مراقبة وميض النجوم، يجب أن تفهم أنه مع وجود جو هادئ في ذروة السماء، فإن هذا ممكن فقط في بعض الأحيان. يتغير سطوع تدفق الضوء باستمرار. ويرجع ذلك مرة أخرى إلى انحراف أشعة الضوء التي تتركز بشكل غير متساو فوق سطح الأرض. تؤثر الرياح أيضًا على منظر النجوم. في هذه الحالة، يجد مراقب بانوراما النجم نفسه باستمرار في منطقة مظلمة أو مضيئة بالتناوب.
عند مراقبة النجوم الواقعة على ارتفاع أكثر من 50 درجة، لن يكون تغير اللون ملحوظًا. لكن النجوم التي تقل درجة حرارتها عن 35 درجة سوف تتلألأ ويتغير لونها كثيرًا. يشير الخفقان الشديد جدًا إلى عدم تجانس الغلاف الجوي، والذي يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالأرصاد الجوية. ومن خلال رصد وميض النجوم، لوحظ أنه يميل إلى الشدة عند درجات الحرارة المنخفضة. الضغط الجوي، درجة حرارة. يمكن أيضًا ملاحظة زيادة في الوميض مع زيادة الرطوبة. ومع ذلك، من المستحيل التنبؤ بالطقس باستخدام التلألؤ. حالة الغلاف الجوي تعتمد على عدد كبيرعوامل مختلفة، مما لا يسمح لنا باستخلاص استنتاجات حول الطقس من وميض النجوم فقط. بالطبع، بعض الأشياء تنجح، لكن هذه الظاهرة لا تزال لها غموضها وغموضها.
هناك تيارات هوائية باردة وساخنة في الغلاف الجوي. وحيثما تكون الطبقات الدافئة فوق الطبقات الباردة تتشكل دوامات هوائية تنحني تحت تأثيرها الأشعة الضوئية ويتغير موضع النجم.
يتغير سطوع النجم لأن الأشعة التي تنحرف بشكل غير صحيح تتركز بشكل غير متساو على سطح الكوكب. في الوقت نفسه، فإن المشهد بأكمله يتحول باستمرار ويتغير بسبب الظواهر الجوية، على سبيل المثال، بسبب الرياح. يجد مراقب النجوم نفسه إما في منطقة أكثر إضاءة، أو على العكس من ذلك، في منطقة أكثر ظللا.
إذا كنت ترغب في مشاهدة وميض النجوم، فضع في اعتبارك أنه في حالة الذروة، وفي جو هادئ، لا يمكن اكتشاف هذه الظاهرة إلا في بعض الأحيان. إذا وجهت نظرك إلى الأجرام السماوية الأقرب إلى الأفق، فستجد أنها تتلألأ أكثر بكثير. ويفسر ذلك أنك تنظر إلى النجوم من خلال طبقة أكثر كثافة من الهواء، وبالتالي تخترق نظرك عدد أكبرتدفق الهواء. لن تلاحظ تغيرات في لون النجوم الموجودة على ارتفاع أكثر من 50 درجة. لكنك ستجد تغيرات لونية متكررة في النجوم التي تقل درجة حرارتها عن 35 درجة. يومض سيريوس بشكل جميل للغاية، متلألئ بكل ألوان الطيف، خاصة في أشهر الشتاء، منخفضة فوق الأفق.
ويثبت وميض النجوم القوي عدم تجانس الغلاف الجوي الذي يرتبط بظواهر الأرصاد الجوية المختلفة. لذلك، يعتقد الكثير من الناس أن الخفقان مرتبط بالطقس. غالبًا ما تكتسب قوة عند الضغط الجوي المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة وزيادة الرطوبة وما إلى ذلك. لكن حالة الغلاف الجوي تعتمد على عدد كبير من العوامل المختلفة هذه اللحظةلا يمكن التنبؤ بالطقس من خلال وميض النجوم.
وتحتفظ هذه الظاهرة بأسرارها وغموضها. ومن المفترض أنها تشتد عند الغسق. قد يكون هذا وهمًا بصريًا أو نتيجة لتغيرات جوية غير عادية تحدث غالبًا في هذا الوقت من اليوم. ويعتقد أن وميض النجوم سببه الأضواء الشمالية. ولكن من الصعب جدًا شرح ذلك، مع الأخذ في الاعتبار ذلك الاضواء الشماليةتقع على ارتفاع أكثر من 100 كم. بالإضافة إلى ذلك، يبقى لغزًا لماذا تتلألأ النجوم البيضاء بشكل أقل من النجوم الحمراء.
النجوم هي الشموس. وأول من اكتشف هذه الحقيقة كان عالماً من أصل إيطالي. وبدون أي مبالغة، اسمه معروف للجميع العالم الحديث. هذا هو جيوردانو برونو الأسطوري. وقال إنه من بين النجوم تشبه الشمس في الحجم ودرجة حرارة سطحها وحتى اللون الذي يعتمد بشكل مباشر على درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، هناك نجوم تختلف بشكل كبير عن الشمس - العمالقة والعملاقة الفائقة.
جدول الرتب
إن تنوع النجوم التي لا تعد ولا تحصى في السماء أجبر علماء الفلك على إقامة نوع من النظام فيما بينها. وللقيام بذلك، قرر العلماء تقسيم النجوم إلى فئات مناسبة لمعانها. على سبيل المثال، تسمى النجوم التي ينبعث منها ضوء أكثر بآلاف المرات من ضوء الشمس بالنجوم العملاقة. وعلى النقيض من ذلك، فإن النجوم ذات الحد الأدنى من اللمعان تكون أقزامًا. وقد وجد العلماء أن الشمس بهذه الصفة هي نجم متوسط.
هل تضيء بشكل مختلف؟
لبعض الوقت، اعتقد علماء الفلك أن النجوم تتألق بشكل مختلف بسبب اختلاف مواقعها عن الأرض. ولكنه ليس كذلك. لقد وجد علماء الفلك أنه حتى تلك النجوم التي تقع على نفس المسافة من الأرض يمكن أن يكون لها سطوع ظاهري مختلف تمامًا. ولا يعتمد هذا السطوع على المسافة فحسب، بل يعتمد أيضًا على درجة حرارة النجوم نفسها. لمقارنة النجوم من خلال سطوعها الظاهري، يستخدم العلماء وحدة قياس محددة - الحجم المطلق. يسمح لنا بحساب الإشعاع الحقيقي للنجم. وباستخدام هذه الطريقة، حسب العلماء أنه لا يوجد سوى 20 نجمًا من ألمع النجوم في السماء.
لماذا تختلف ألوان النجوم؟
وقد كتب أعلاه أن علماء الفلك يميزون النجوم بحجمها ولمعانها. ومع ذلك، هذا ليس تصنيفهم بأكمله. إلى جانب حجمها وسطوعها الظاهري، يتم تصنيف جميع النجوم أيضًا وفقًا للون الخاص بها. الحقيقة هي أن الضوء الذي يحدد هذا النجم أو ذاك له إشعاع موجي. هذه قصيرة جدًا. على الرغم من الحد الأدنى للطول الموجي للضوء، فإن أصغر اختلاف في حجم موجات الضوء يغير لون النجم بشكل كبير، والذي يعتمد بشكل مباشر على درجة حرارة سطحه. على سبيل المثال، إذا قمت بتسخين مقلاة حديدية، فسوف تكتسب اللون المقابل.
الطيف اللوني للنجم هو نوع من جواز السفر الذي يحدده أكثر من غيره صفات. على سبيل المثال، حدد علماء الفلك الشمس وكابيلا (نجم مشابه للشمس) على أنهما نفس الشيء. وكلاهما لهما لون أصفر شاحب ودرجة حرارة سطحهما 6000 درجة مئوية. علاوة على ذلك، يشمل طيفها مواد متطابقة: الخطوط والصوديوم والحديد.
النجوم مثل Betelgeuse أو Antares لها لون أحمر مميز بشكل عام. تبلغ درجة حرارة سطحها 3000 درجة مئوية، وتحتوي على أكسيد التيتانيوم. لون أبيضلديهم نجوم مثل سيريوس وفيجا. درجة حرارة سطحها 10000 درجة مئوية. أطيافها لها خطوط الهيدروجين. هناك أيضًا نجم تبلغ درجة حرارة سطحه 30000 درجة مئوية، وهو نجم الجبار ذو اللون الأبيض المزرق.
عند مرورها عبر الغلاف الجوي للأرض، تغير أشعة الضوء اتجاهها المستقيم. وبسبب زيادة كثافة الغلاف الجوي، يزداد انكسار أشعة الضوء كلما اقتربت من سطح الأرض. ونتيجة لذلك يرى المراقب الأجرام السماويةكما لو كانت مرتفعة فوق الأفق بزاوية تسمى الانكسار الفلكي.
يعد الانكسار أحد المصادر الرئيسية لأخطاء المراقبة المنهجية والعشوائية. في عام 1906 كتب نيوكومب أنه لا يوجد فرع من فروع علم الفلك العملي تمت كتابته حول الانكسار، والذي سيكون في مثل هذه الحالة غير المرضية. حتى منتصف القرن العشرين، خفض علماء الفلك ملاحظاتهم باستخدام جداول الانكسار التي تم تجميعها في القرن التاسع عشر. كان العيب الرئيسي لجميع النظريات القديمة هو الفهم غير الدقيق لبنية الغلاف الجوي للأرض.
لنأخذ سطح الأرض AB ككرة نصف قطرها OA=R، ونتخيل الغلاف الجوي للأرض على شكل طبقات متحدة المركز معها يا 1 في 1 و 2 في 2...مع زيادة الكثافات مع اقتراب الطبقات من سطح الأرض (الشكل 2.7). عندها سيصل الشعاع SA القادم من جسم بعيد جدًا، المنكسر في الغلاف الجوي، إلى النقطة A في الاتجاه S‚A، منحرفًا عن موضعه الأولي SA أو عن الاتجاه S²A الموازي له بزاوية معينة S´AS²= ص، ويسمى الانكسار الفلكي. جميع عناصر الشعاع المنحني SA واتجاهه النهائي الواضح AS ™ سوف تقع في نفس المستوى الرأسي ZAOS. وبالتالي، فإن الانكسار الفلكي يؤدي فقط إلى زيادة الاتجاه الحقيقي للنجم في المستوى الرأسي الذي يمر عبره.
يُطلق على الارتفاع الزاوي للنجم فوق الأفق في علم الفلك اسم ارتفاع النجم. الزاوية SˈAH = ح ™سيكون الارتفاع الظاهري للنجم، والزاوية S²AH = ح = ح ™ - صهو ارتفاعه الحقيقي. ركن ضهي مسافة السمت الحقيقية للنجم، و ض¢ هي قيمتها المرئية.
ويعتمد مقدار الانكسار على عوامل عديدة ويمكن أن يتغير في كل مكان على وجه الأرض، حتى خلال يوم واحد. بالنسبة للظروف المتوسطة، تم الحصول على صيغة انكسار تقريبية:
درهم = -0.9666ctg ح . (2.1)
يتوافق المعامل 0.9666 مع كثافة الغلاف الجوي عند درجة حرارة +10 درجة مئوية وضغط 760 ملم زئبق. وإذا اختلفت خصائص الغلاف الجوي، فيجب تصحيح تصحيح الانكسار المحسوب وفق الصيغة (2.1) عن طريق تصحيحات درجة الحرارة والضغط.
الشكل 2.7: الانكسار الفلكي
لمراعاة الانكسار الفلكي في الطرق السمتية للتحديدات الفلكية، يتم قياس درجة الحرارة وضغط الهواء أثناء مراقبة مسافات السمت للنجوم. في الطرق الدقيقة للتحديدات الفلكية، يتم قياس مسافات السمت للنجوم في النطاق من 10 درجات إلى 60 درجة. الحد الأعلى يرجع إلى أخطاء في الآلات الموسيقية، والحد الأدنى يرجع إلى أخطاء في جداول الانكسار.
يتم حساب مسافة سمت النجم، المصححة بتصحيح الانكسار، بالصيغة:
متوسط الانكسار (طبيعي عند درجة حرارة +10 درجة مئوية وضغط 760 ملم زئبق)، ويتم حسابه بواسطة ض¢;
معامل يأخذ في الاعتبار درجة حرارة الهواء، ويحسب من قيمة درجة الحرارة؛
ب– معامل مع الأخذ في الاعتبار ضغط الهواء.
درس العديد من العلماء نظرية الانكسار. في البداية، كان الافتراض الأولي هو أن كثافة طبقات الغلاف الجوي المختلفة تتناقص مع زيادة ارتفاع هذه الطبقات المتوالية العددية(بوج). ولكن سرعان ما تم الاعتراف بهذا الافتراض على أنه غير مرض من جميع النواحي، لأنه أدى إلى ذلك أيضًا حجم صغيرالانكسار والانخفاض السريع جدًا في درجة الحرارة مع الارتفاع فوق سطح الأرض.
وافترض نيوتن أن كثافة الغلاف الجوي تتناقص مع الارتفاع وفقا للقانون المتوالية الهندسية. وتبين أن هذه الفرضية غير مرضية. وبحسب هذه الفرضية فقد تبين أن درجة الحرارة في جميع طبقات الغلاف الجوي يجب أن تظل ثابتة وتساوي درجة الحرارة على سطح الأرض.
الأكثر براعة كانت فرضية لابلاس، التي كانت وسيطة بين الفرضيتين المذكورتين أعلاه. وكانت جداول الانكسار التي تنشر سنويا في التقويم الفلكي الفرنسي مبنية على فرضية لابلاس.
الغلاف الجوي للأرض بسبب عدم استقراره (الاضطرابات والتغيرات الانكسارية) يضع حدًا لدقة الرصدات الفلكية من الأرض.
عند اختيار موقع لتركيب الأجهزة الفلكية الكبيرة، يتم أولاً دراسة المناخ الفلكي للمنطقة بشكل شامل، والذي يُفهم على أنه مجموعة من العوامل التي تشوه شكل الجبهة الموجية للإشعاع الصادر عن الأجرام السماوية التي تمر عبر الغلاف الجوي. إذا وصلت واجهة الموجة إلى الجهاز دون تشويه، فيمكن للجهاز في هذه الحالة أن يعمل بأقصى قدر من الكفاءة (مع دقة تقترب من الدقة النظرية).
كما اتضح فيما بعد، انخفضت جودة الصورة التلسكوبية بشكل رئيسي بسبب التداخل الذي تسببه الطبقة الأرضية من الغلاف الجوي. الأرض بسبب الإشعاع الحراري الخاص بها في الليل تبرد بشكل كبير وتبرد الطبقة المجاورة من الهواء. يؤدي التغير في درجة حرارة الهواء بمقدار 1 درجة مئوية إلى تغيير معامل انكساره بمقدار 10 -6. على قمم الجبال المعزولة، يمكن أن يصل سمك الطبقة الأرضية من الهواء مع اختلاف كبير في درجة الحرارة (التدرج) إلى عدة عشرات من الأمتار. وفي الأودية والمسطحات ليلاً تكون هذه الطبقة أكثر سماكة ويمكن أن يصل ارتفاعها إلى مئات الأمتار. وهذا ما يفسر اختيار مواقع المراصد الفلكية على نتوءات التلال وعلى القمم المعزولة، حيث يمكن أن يتدفق الهواء البارد الأكثر كثافة إلى الوديان. يتم اختيار ارتفاع برج التلسكوب بحيث يقع الجهاز فوق المنطقة الرئيسية لعدم تجانس درجات الحرارة.
عامل مهم في المناخ الفلكي هو الرياح في الطبقة السطحية من الغلاف الجوي. من خلال مزج طبقات الهواء البارد مع الدافئ، يؤدي ذلك إلى ظهور عدم تجانس الكثافة في عمود الهواء الموجود فوق الجهاز. تؤدي حالات عدم التجانس التي تكون أبعادها أصغر من قطر التلسكوب إلى إلغاء تركيز الصورة. لا تسبب تقلبات الكثافة الأكبر (عدة أمتار أو أكبر) تشوهات حادة في مقدمة الموجة وتؤدي بشكل أساسي إلى إزاحة الصورة بدلاً من إزالة التركيز البؤري.
في الطبقات العلياالغلاف الجوي (عند طبقة التروبوبوز) ، كما لوحظت تقلبات في كثافة الهواء ومعامل انكساره. لكن الاضطرابات في التروبوبوز لا تؤثر بشكل ملحوظ على جودة الصور التي تنتجها الأجهزة البصرية، لأن التدرجات الحرارية هناك أصغر بكثير مما هي عليه في الطبقة السطحية. هذه الطبقات لا تسبب رعشة، بل بريق النجوم.
وفي الدراسات المناخية الفلكية، يتم الربط بين عدد الأيام الصافية المسجلة بواسطة خدمة الأرصاد الجوية وعدد الليالي المناسبة للرصد الفلكي. المناطق الأكثر فائدة، وفقا للتحليل الفلكي المناخي للإقليم اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق، هي بعض المناطق الجبلية في دول آسيا الوسطى.
الانكسار الأرضي
الأشعة الصادرة عن الأجسام الأرضية، إذا قطعت مسارًا طويلًا بدرجة كافية في الغلاف الجوي، تتعرض أيضًا للانكسار. ينحني مسار الأشعة تحت تأثير الانكسار، فنراها في أماكن خاطئة أو في اتجاه خاطئ حيث هي في الواقع. في ظل ظروف معينة، نتيجة الانكسار الأرضي، تظهر السراب - صور كاذبة للأشياء البعيدة.
زاوية الانكسار الأرضي a هي الزاوية بين الاتجاه والموضع الظاهري والفعلي للجسم المرصود (الشكل 2.8). تعتمد قيمة الزاوية a على المسافة إلى الجسم المرصود وعلى التدرج الرأسي لدرجة الحرارة في الطبقة السطحية من الغلاف الجوي، والتي يحدث فيها انتشار الأشعة من الأجسام الأرضية.
الشكل 2.8. مظاهر الانكسار الأرضي أثناء الرؤية:
أ) – من الأسفل إلى الأعلى، ب) – من الأعلى إلى الأسفل، أ – زاوية الانكسار الأرضي
ويرتبط نطاق الرؤية الجيوديسي (الهندسي) بالانكسار الأرضي (الشكل 2.9). لنفترض أن الراصد موجود عند النقطة A على ارتفاع معين hH فوق سطح الأرض ويرصد الأفق في اتجاه النقطة B. مستوى NAN هو مستوى أفقي يمر عبر النقطة A المتعامدة مع نصف قطر الكرة الأرضية، ويسمى مستوى الأفق الرياضي. إذا انتشرت أشعة الضوء بشكل مستقيم في الغلاف الجوي، فإن أبعد نقطة على الأرض يمكن أن يراها المراقب من النقطة A ستكون النقطة B. المسافة إلى هذه النقطة (المماس AB للكرة الأرضية) هي نطاق الرؤية الجيوديسي (أو الهندسي) د 0 . الخط الدائري المتفجر على سطح الأرض هو الأفق الجيوديسي (أو الهندسي) للراصد. يتم تحديد قيمة D 0 فقط من خلال المعلمات الهندسية: نصف قطر الأرض R والارتفاع h H للمراقب ويساوي D o ≈ √ 2Rh H = 3.57√ h H، والذي يتبع من الشكل 2.9.
الشكل 2.9. الانكسار الأرضي: الآفاق الرياضية (NN) والجيوديسية (BB)، نطاق الرؤية الجيوديسية (AB=D 0)
إذا لاحظ مراقب جسمًا يقع على ارتفاع h فوق سطح الأرض، فإن النطاق الجيوديسي سيكون المسافة AC = 3.57(√ ح H + √ ح العلاقات العامة). ستكون هذه العبارات صحيحة إذا سافر الضوء في خط مستقيم عبر الغلاف الجوي. ولكن هذا ليس صحيحا. مع التوزيع الطبيعي لدرجة الحرارة وكثافة الهواء في الطبقة الأرضية، فإن الخط المنحني الذي يصور مسار شعاع الضوء يواجه الأرض بجانبها المقعر. لذلك، فإن أبعد نقطة يراها المراقب من النقطة A لن تكون النقطة B، بل النقطة B. سيكون نطاق الرؤية الجيوديسية AB، مع مراعاة الانكسار، أكبر بنسبة 6-7٪ في المتوسط، وبدلاً من المعامل 3.57 في الصيغ سيكون هناك معامل 3.82. يتم حساب النطاق الجيوديسي باستخدام الصيغ
, ح - م، د - كم، ص - 6378 كم
أين حن و حالعلاقات العامة - بالأمتار، د -بالكيلومترات.
بالنسبة لشخص متوسط الارتفاع، تبلغ مسافة الأفق على الأرض حوالي 5 كيلومترات. لرواد الفضاء V. A. Shatalov و A. S. Eliseev الذين طاروا سفينة فضائية"سويوز-8"، كان مدى الأفق عند نقطة الحضيض (الارتفاع 205 كم) 1730 كم، وعند الأوج (الارتفاع 223 كم) - 1800 كم.
بالنسبة لموجات الراديو، يكون الانكسار مستقلًا تقريبًا عن الطول الموجي، ولكن بالإضافة إلى درجة الحرارة والضغط، فإنه يعتمد أيضًا على محتوى بخار الماء في الهواء. في ظل نفس ظروف التغيرات في درجات الحرارة والضغط، تنكسر موجات الراديو بقوة أكبر من الضوء، خاصة مع الرطوبة العالية.
لذلك، في صيغ تحديد مدى الأفق أو اكتشاف جسم ما بواسطة شعاع رادار أمام الجذر سيكون هناك معامل قدره 4.08. وبالتالي، فإن أفق نظام الرادار يبعد حوالي 11%.
تنعكس موجات الراديو بشكل جيد من سطح الأرض ومن الحد السفلي للانعكاس أو الطبقة ذات الرطوبة المنخفضة. في مثل هذا الدليل الموجي الفريد الذي يتكون من سطح الأرض وقاعدة الانقلاب، يمكن لموجات الراديو أن تنتشر على مساحة كبيرة جدًا مسافات طويلة. يتم استخدام ميزات انتشار الموجات الراديوية هذه بنجاح في الرادار.
درجة حرارة الهواء في الطبقة الأرضية، وخاصة في الجزء السفلي منها، لا تنخفض دائما مع الارتفاع. يمكن أن يتناقص بمعدلات مختلفة، وقد لا يتغير مع الارتفاع (تساوي الحرارة) ويمكن أن يزيد مع الارتفاع (الانعكاس). اعتمادا على حجم وعلامة التدرج في درجة الحرارة، يمكن أن يكون للانكسار تأثيرات مختلفة على مدى الأفق المرئي.
التدرج الرأسي لدرجة الحرارة في جو متجانس لا تتغير فيه كثافة الهواء مع الارتفاع، ز 0 = 3.42 درجة مئوية/100 م. دعونا نفكر في مسار الشعاع الذي سيكون عليه أ.بعند التدرجات الحرارية المختلفة على سطح الأرض.
دع ، أي. تنخفض درجة حرارة الهواء مع الارتفاع. وفي ظل هذه الحالة، يتناقص معامل الانكسار أيضًا مع الارتفاع. سيكون مسار شعاع الضوء في هذه الحالة مواجهًا لسطح الأرض بجانبه المقعر (في الشكل 2.9 المسار أ.ب¢). ويسمى هذا الانكسار إيجابيا. أبعد نقطة فيÂ سيرى الراصد في اتجاه المماس الأخير لمسار الشعاع. هذا الظل، أي. الأفق المرئي بسبب الانكسار يساوي الأفق الرياضي ناسالزاوية D أقل من الزاوية د. ركن دهي الزاوية المحصورة بين الأفق الرياضي والهندسي دون انكسار. وبذلك ارتفع الأفق المرئي بزاوية ( د-د) وتوسعت بسبب د > د0.
الآن دعونا نتخيل ذلك زيتناقص تدريجيا، أي. تنخفض درجة الحرارة ببطء أكثر فأكثر مع الارتفاع. وستأتي لحظة يصبح فيها التدرج الحراري صفرًا (تساوي درجة الحرارة)، ثم يصبح التدرج الحراري سالبًا. لم تعد درجة الحرارة تنخفض، بل تزداد مع الارتفاع، أي. ويلاحظ انعكاس درجة الحرارة. ومع انخفاض التدرج في درجة الحرارة ومرورها بالصفر، فإن الأفق المرئي سيرتفع أعلى وأعلى وستأتي اللحظة التي تصبح فيها D مساوية للصفر. سوف يرتفع الأفق الجيوديسي المرئي إلى المستوى الرياضي. يبدو أن سطح الأرض يستقيم ويصبح مسطحًا. نطاق الرؤية الجيوديسية كبير بلا حدود. أصبح نصف قطر انحناء الشعاع مساوياً لنصف قطر الكرة الأرضية.
ومع انعكاس درجة الحرارة بشكل أقوى، تصبح D سالبة. لقد ارتفع الأفق المرئي فوق الأفق الرياضي. سيبدو للمراقب عند النقطة (أ) أنه في قاع حوض ضخم. بسبب الأفق، ترتفع الأجسام الواقعة بعيدًا عن الأفق الجيوديسي وتصبح مرئية (كما لو كانت تطفو في الهواء) (الشكل 2.10).
يمكن ملاحظة مثل هذه الظواهر في البلدان القطبية. لذلك، من الساحل الكندي لأمريكا عبر مضيق سميث، يمكنك أحيانًا رؤية ساحل جرينلاند بكل المباني الموجودة عليه. وتبلغ المسافة إلى ساحل جرينلاند حوالي 70 كيلومترا، في حين لا يزيد مدى الرؤية الجيوديسية عن 20 كيلومترا. مثال آخر. من هاستينغز، على الجانب الإنجليزي من مضيق با دو كاليه، تمكنت من رؤية الساحل الفرنسي الواقع عبر المضيق على مسافة حوالي 75 كم.
الشكل 2.10. ظاهرة الانكسار غير العادي في الدول القطبية
الآن لنفترض ذلك ز=ز 0، وبالتالي فإن كثافة الهواء لا تتغير مع الارتفاع (جو متجانس)، ولا يوجد انكسار و د = د 0 .
في ز > ز 0 يزداد معامل الانكسار وكثافة الهواء مع الارتفاع. في هذه الحالة، يواجه مسار أشعة الضوء سطح الأرض بجانبه المحدب. ويسمى هذا الانكسار سلبيا. آخر نقطة على الأرض يراها الراصد في النقطة A هي النقطة B². ضاقت الأفق المرئي AB² وانخفضت إلى زاوية (D - د).
مما تمت مناقشته، يمكننا صياغة القاعدة التالية: إذا تغيرت كثافة الهواء (وبالتالي معامل الانكسار) أثناء انتشار شعاع الضوء في الغلاف الجوي، فإن شعاع الضوء سوف ينحني بحيث يكون مساره دائمًا محدبة في اتجاه تقليل الكثافة (ومعامل الانكسار) للهواء.
الانكسار والسراب
كلمة سراب هي من أصل فرنسي ولها معنيان: “التأمل” و “الرؤية الخادعة”. يعكس كلا معني هذه الكلمة جوهر الظاهرة بشكل جيد. السراب هو صورة لجسم موجود بالفعل على الأرض، وغالبًا ما يكون مكبرًا ومشوهًا إلى حد كبير. هناك عدة أنواع من السراب اعتمادًا على مكان وجود الصورة بالنسبة للكائن: العلوي والسفلي والجانبي والمعقد. الأكثر شيوعًا هو السراب العلوي والسفلي، والذي يحدث عندما يكون هناك توزيع غير عادي للكثافة (وبالتالي معامل الانكسار) في الارتفاع، عندما تكون هناك طبقة رقيقة نسبيًا من الضوء على ارتفاع معين أو بالقرب من سطح الأرض. هواء دافئ جدًا (ذو معامل انكسار منخفض)، حيث تتعرض الأشعة القادمة من الأجسام الأرضية إلى انعكاس داخلي كلي. ويحدث ذلك عندما تسقط الأشعة على هذه الطبقة بزاوية أكبر من الزاوية الكاملة انعكاس داخلي. تلعب هذه الطبقة الأكثر دفئًا من الهواء دور مرآة هوائية تعكس الأشعة الساقطة عليها.
يحدث السراب المتفوق (الشكل 2.11) في ظل وجود انقلابات قوية في درجات الحرارة، عندما تنخفض كثافة الهواء ومعامل الانكسار بسرعة مع الارتفاع. في السراب العلوي، تقع الصورة فوق الكائن.
الشكل 2.11. ميراج متفوقة
مسارات الأشعة الضوئية مبينة في الشكل (2.11). لنفترض أن سطح الأرض مسطح وأن طبقات متساوية الكثافة تقع موازية له. بما أن الكثافة تقل مع الارتفاع . وتقع الطبقة الدافئة، التي تعمل كمرآة، على ارتفاع. في هذه الطبقة، عندما تصبح زاوية سقوط الأشعة مساوية لمعامل الانكسار ()، تدور الأشعة عائدة إلى سطح الأرض. يمكن للراصد أن يرى في نفس الوقت الجسم نفسه (إذا لم يكن خارج الأفق) وصورة واحدة أو أكثر فوقه - بشكل مستقيم ومقلوب.
الشكل 2.12. سراب متفوق معقد
في التين. يوضح الشكل 2.12 رسمًا تخطيطيًا لحدوث السراب العلوي المعقد. الكائن نفسه مرئي أبوفوقه صورة مباشرة له أ ™ ب، معكوسة في²ب²ومرة أخرى مباشرة أ²‚ب²‚. يمكن أن يحدث مثل هذا السراب إذا انخفضت كثافة الهواء مع الارتفاع، ببطء أولاً، ثم بسرعة، ومرة أخرى ببطء. وتكون الصورة معكوسة إذا كانت الأشعة قادمة من النقاط المتطرفةسوف تتقاطع الكائنات. إذا كان الكائن بعيدًا (وراء الأفق)، فقد لا يكون الكائن نفسه مرئيًا، ولكن صوره المرتفعة في الهواء تكون مرئية من مسافات كبيرة.
تقع مدينة لومونوسوف على شواطئ خليج فنلندا، على بعد 40 كم من مدينة سانت بطرسبرغ. عادة من لومونوسوف سانت بطرسبرغ غير مرئي على الإطلاق أو يكون مرئيًا بشكل سيء للغاية. في بعض الأحيان تكون مدينة سانت بطرسبرغ مرئية "في لمحة". وهذا أحد الأمثلة على السراب المتفوق.
على ما يبدو، يجب أن يشمل عدد السراب العلوي على الأقل جزءًا مما يسمى بالأراضي الشبحية، والتي تم البحث عنها لعقود من الزمن في القطب الشمالي ولم يتم العثور عليها مطلقًا. لقد بحثوا عن أرض سانيكوف لفترة طويلة بشكل خاص.
كان ياكوف سانيكوف صيادًا وكان منخرطًا في تجارة الفراء. في عام 1811 انطلق على متن كلاب عبر الجليد إلى مجموعة جزر سيبيريا الجديدة ومن الطرف الشمالي لجزيرة كوتيلني رأى جزيرة مجهولة في المحيط. ولم يتمكن من الوصول إليها، لكنه أبلغ الحكومة باكتشاف جزيرة جديدة. في أغسطس 1886 E. V. رأى تول أيضًا جزيرة سانيكوف أثناء رحلته إلى جزر سيبيريا الجديدة وكتب في مذكراته: "الأفق واضح تمامًا. وفي الاتجاه نحو الشمال الشرقي، 14-18 درجة، ظهرت بوضوح خطوط أربعة هضاب متصلة بالأراضي المنخفضة في الشرق. وهكذا تم تأكيد رسالة سانيكوف بالكامل. ولذلك يحق لنا أن نرسم خطاً منقطاً في المكان المناسب على الخريطة ونكتب عليه: "أرض سانيكوف".
كرّس تول 16 عامًا من حياته للبحث عن أرض سانيكوف. قام بتنظيم وإجراء ثلاث رحلات استكشافية إلى منطقة جزر سيبيريا الجديدة. خلال الحملة الأخيرة على المركب الشراعي "زاريا" (1900-1902)، ماتت بعثة طوليا دون العثور على أرض سانيكوف. المزيد من الأرضلم ير أحد سانيكوف. وربما كان سراباً يظهر في نفس المكان في أوقات معينة من السنة. رأى كل من سانيكوف وتول سرابًا من نفس الجزيرة الواقعة في هذا الاتجاه، ولكن بعيدًا في المحيط. ربما كانت إحدى جزر دي لونج. ربما كان جبلًا جليديًا ضخمًا - جزيرة جليدية بأكملها. وتنتقل مثل هذه الجبال الجليدية، التي تصل مساحتها إلى 100 كيلومتر مربع، عبر المحيط لعدة عقود.
السراب لم يخدع الناس دائما. المستكشف القطبي الإنجليزي روبرت سكوت عام 1902. في القارة القطبية الجنوبية رأيت الجبال وكأنها معلقة في الهواء. اقترح سكوت أن هناك سلسلة جبال أبعد من الأفق. وبالفعل، تم اكتشاف سلسلة الجبال لاحقًا على يد المستكشف القطبي النرويجي راؤول أموندسن، حيث توقع سكوت أن تقع بالضبط.
الشكل 2.13. ميراج سفلي
يحدث السراب السفلي (الشكل 2.13) مع انخفاض سريع جدًا في درجة الحرارة مع الارتفاع، أي. عند تدرجات حرارة كبيرة جداً. يتم لعب دور المرآة الهوائية بواسطة طبقة الهواء الرقيقة الأكثر دفئًا. يُسمى السراب بالسراب السفلي لأن صورة الجسم موضوعة تحته. وفي السراب السفلي يبدو كما لو أن هناك سطحًا من الماء تحت الجسم وتنعكس فيه جميع الكائنات.
في المياه الهادئة، تنعكس بوضوح جميع الكائنات التي تقف على الشاطئ. إن الانعكاس في طبقة رقيقة من الهواء الساخن من سطح الأرض يشبه تمامًا الانعكاس في الماء، إلا أن الهواء نفسه يلعب دور المرآة. الحالة الجوية التي يحدث فيها السراب السفلي غير مستقرة للغاية. بعد كل شيء، أدناه، بالقرب من الأرض، يوجد هواء ساخن للغاية، وبالتالي أخف وزنا، وفوقه يوجد هواء أكثر برودة وأثقل. تخترق نفاثات الهواء الساخن المتصاعدة من الأرض طبقات الهواء البارد. ونتيجة لذلك، يتغير السراب أمام أعيننا، ويبدو أن سطح "الماء" مضطرب. تكفي هبوب رياح صغيرة أو صدمة صغيرة وسيحدث الانهيار، أي. تقليب طبقات الهواء. سوف يندفع الهواء الثقيل إلى الأسفل ويدمر المرآة الهوائية ويختفي السراب. الظروف المواتية لحدوث السراب السفلي هي سطح متجانس ومسطح للأرض، والذي يحدث في السهوب والصحاري، والطقس المشمس والهادئ.
إذا كان السراب صورة لكائن موجود بالفعل، فإن السؤال الذي يطرح نفسه: ما نوع سطح الماء الذي يراه المسافرون في الصحراء؟ بعد كل شيء، لا يوجد ماء في الصحراء. والحقيقة هي أن سطح الماء أو البحيرة الظاهري الذي يمكن رؤيته في السراب هو في الواقع صورة ليس لسطح الماء، بل للسماء. تنعكس أجزاء من السماء في مرآة الهواء وتخلق الوهم الكامل لسطح مائي لامع. لا يمكن رؤية مثل هذا السراب في الصحراء أو السهوب فقط. أنها تنشأ حتى في سان بطرسبرج وضواحيها أيام مشمسةعلى الطرق الإسفلتية أو على الشاطئ الرملي المسطح.
الشكل 2.14. سراب جانبي
يحدث السراب الجانبي في الحالات التي توجد فيها طبقات من الهواء بنفس الكثافة في الغلاف الجوي ليس أفقيًا كالعادة، ولكن بشكل غير مباشر وحتى عموديًا (الشكل 2.14). يتم إنشاء مثل هذه الظروف في الصيف، في الصباح بعد وقت قصير من شروق الشمس، على الشواطئ الصخرية للبحر أو البحيرة، عندما يكون الشاطئ مضاء بالفعل بالشمس، ولا يزال سطح الماء والهواء فوقه باردا. تمت ملاحظة السراب الجانبي بشكل متكرر على بحيرة جنيف. يمكن أن يظهر السراب الجانبي بالقرب من الجدار الحجري للمنزل الذي تسخنه الشمس، وحتى على جانب الموقد الساخن.
تحدث الأنواع المعقدة من السراب، أو فاتا مورغانا، عندما تكون هناك ظروف متزامنة لظهور كل من السراب العلوي والسفلي، على سبيل المثال، أثناء انقلاب كبير في درجة الحرارة على ارتفاع معين فوق بحر دافئ نسبيًا. تزداد كثافة الهواء أولاً مع الارتفاع (تقل درجة حرارة الهواء)، ثم تتناقص بسرعة أيضًا (ترتفع درجة حرارة الهواء). مع هذا التوزيع لكثافة الهواء، تكون حالة الغلاف الجوي غير مستقرة للغاية وتخضع للتغيرات المفاجئة. ولذلك يتغير مظهر السراب أمام أعيننا. إن أكثر الصخور والبيوت العادية، بسبب التشوهات والتكبيرات المتكررة، تتحول أمام أعيننا إلى قلاع الجنية مرجانة الرائعة. تمت ملاحظة فاتا مورجانا قبالة سواحل إيطاليا وصقلية. ولكن يمكن أن يحدث أيضًا عند خطوط العرض العالية. هذه هي الطريقة التي وصف بها المستكشف السيبيري الشهير إف بي رانجل فاتا مورجانا التي رآها في نيجنكوليمسك: "لقد أنتج عمل الانكسار الأفقي نوعًا من فاتا مورجانا. بدت لنا الجبال الواقعة إلى الجنوب بأشكال مختلفة مشوهة ومعلقة في الهواء. يبدو أن الجبال البعيدة قد انقلبت قممها. ضاقت مياه النهر إلى درجة أن الضفة المقابلة بدت وكأنها قريبة من أكواخنا.»
حكومة موسكو
وزارة التعليم في موسكو
إدارة المنطقة الشرقية
مؤسسة تعليمية بميزانية الدولة
المدرسة الثانوية رقم 000
111141 شارع موسكو. مبنى بيروفسكايا 44 أ، مبنى 1،2 الهاتف
الدرس رقم 5 (28/02/13)
"العمل مع النص"
تشتمل مواد الامتحان في الفيزياء على مهام تختبر قدرة الطلاب على إتقان المعلومات الجديدة بالنسبة لهم، والعمل بهذه المعلومات، والإجابة على الأسئلة، التي تتبع الإجابات عليها من النص المقترح للدراسة. وبعد دراسة النص يتم تقديم ثلاث مهام (رقم 16، 17 - مستوى أساسيرقم 18 - المستوى المتقدم).
تجارب جيلبرت في المغناطيسية.
قام جيلبرت بقطع كرة من مغناطيس طبيعي بحيث يكون لها قطبان عند نقطتين متقابلتين تمامًا. وقد أطلق على هذا المغناطيس الكروي اسم تريلا (الشكل 1)، أي أرض صغيرة. من خلال تقريب إبرة مغناطيسية متحركة إليها، يمكنك أن تظهر بوضوح المواضع المختلفة للإبرة المغناطيسية التي تتخذها عند نقاط مختلفة على سطح الأرض: عند خط الاستواء، تقع الإبرة بالتوازي مع مستوى الأفق، عند القطب - عمودي على مستوى الأفق.
دعونا نفكر في تجربة تكشف عن «المغناطيسية من خلال التأثير». دعونا نعلق شريطين حديديين متوازيين على الخيوط ونوجههما ببطء إلى مغناطيس دائم كبير. في هذه الحالة، تتباعد الأطراف السفلية للشرائط، لأنها ممغنطة بالتساوي (الشكل 2 أ). مع اقتراب المغناطيس أكثر، تتلاقى الأطراف السفلية للشرائط إلى حد ما، حيث يبدأ قطب المغناطيس نفسه في التأثير عليها بقوة أكبر (الشكل 2 ب).
المهمة 16
كيف تتغير زاوية ميل الإبرة المغناطيسية أثناء تحركها عبر الكرة الأرضية على طول خط الطول من خط الاستواء إلى القطب؟
1) يزداد في كل وقت
2) يتناقص باستمرار
3) يزيد أولا ثم ينقص
4) ينقص أولاً ثم يزيد
الإجابة الصحيحة: 1
المهمة 17
في أي نقاط تقع؟ أقطاب مغناطيسيةتريلا (الشكل 1)؟
الإجابة الصحيحة: 2
المهمة 18
في تجربة كشفت عن "المغناطيسية من خلال التأثير"، تمت ممغنطة كلا الشريطين الحديديين. في الشكلين 2 أ و2 ب، تتم الإشارة إلى أقطاب الشريط الأيسر في كلتا الحالتين.
في الطرف السفلي من الشريط الأيمن
1) في كلتا الحالتين يظهر القطب الجنوبي
2) في كلتا الحالتين يظهر القطب الشمالي
3) في الحالة الأولى ينشأ الشمال، وفي الثانية ينشأ الجنوب
4) في الحالة الأولى ينشأ الجنوب، وفي الثانية ينشأ الشمال
الإجابة الصحيحة: 2
تجارب بطليموس على انكسار الضوء.
عالم الفلك اليوناني كلوديوس بطليموس (حوالي 130 م) هو مؤلف كتاب رائع كان بمثابة الكتاب المدرسي الأساسي في علم الفلك لما يقرب من 15 قرنا. لكن بالإضافة إلى الكتاب المدرسي الفلكي، ألف بطليموس أيضًا كتاب “البصريات”، الذي لخص فيه نظرية الرؤية، ونظرية المرايا المسطحة والكروية، ودراسة ظاهرة انكسار الضوء.
واجه بطليموس ظاهرة انكسار الضوء أثناء مراقبته للنجوم. ولاحظ أن شعاع الضوء، الذي ينتقل من وسط إلى آخر، "ينكسر". لذلك، فإن شعاع النجوم، الذي يمر عبر الغلاف الجوي للأرض، يصل إلى سطح الأرض ليس في خط مستقيم، ولكن في خط منحني، أي يحدث الانكسار. يحدث انحناء الشعاع بسبب تغير كثافة الهواء مع الارتفاع.
لدراسة قانون الانكسار، أجرى بطليموس التجربة التالية..gif" width="13" height="24 src="> (انظر الشكل). يمكن للمساطر أن تدور حول مركز الدائرة على محور مشترك O.
قام بطليموس بغمر هذه الدائرة في الماء حتى قطرها AB، ومن خلال تدوير المسطرة السفلية، تأكد من أن المساطر تقع على نفس الخط المستقيم للعين (إذا نظرت على طول المسطرة العلوية). بعد ذلك، أخرج الدائرة من الماء وقارن زوايا السقوط α والانكسار β . تم قياس الزوايا بدقة 0.5 درجة. الأرقام التي حصل عليها بطليموس معروضة في الجدول.
زاوية السقوط α ، يشيد | ||||||||
زاوية الانكسار β ، يشيد |
ولم يجد بطليموس "صيغة" للعلاقة بين هاتين السلسلتين من الأرقام. ومع ذلك، إذا حددنا جيب هذه الزوايا، يتبين أن نسبة الجيوب يتم التعبير عنها بنفس العدد تقريبًا، حتى مع هذا القياس التقريبي للزوايا الذي لجأ إليه بطليموس.
المهمة 16
في النص، يشير الانكسار إلى هذه الظاهرة
1) تغيرات في اتجاه انتشار شعاع الضوء بسبب انعكاسه عند حدود الغلاف الجوي
2) تغيرات في اتجاه انتشار شعاع الضوء بسبب انكساره في الغلاف الجوي للأرض
3) امتصاص الضوء أثناء انتشاره في الغلاف الجوي للأرض
4) انحناء شعاع الضوء حول العوائق وبالتالي الانحراف عن الانتشار المستقيم
الإجابة الصحيحة: 2
المهمة 17
أي من الاستنتاجات التالية يتناقضتجارب بطليموس؟
1) زاوية الانكسار زاوية أقليسقط عندما ينتقل الشعاع من الهواء إلى الماء
2) مع زيادة زاوية السقوط، تزداد زاوية الانكسار خطياً
3) لا تتغير نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار
4) يعتمد جيب زاوية الانكسار خطياً على جيب زاوية السقوط
الإجابة الصحيحة: 2
المهمة 18
وبسبب انكسار الضوء في الأجواء الهادئة، فإن الموقع الظاهري للنجوم في السماء بالنسبة للأفق
1) فوق الموقف الفعلي
2) تحت الموقف الفعلي
3) تحول إلى جانب أو آخر عموديًا بالنسبة للوضع الفعلي
4) يتزامن مع الموقف الفعلي
الإجابة الصحيحة: 1
تجارب طومسون واكتشاف الإلكترون
في نهاية القرن التاسع عشر، تم إجراء العديد من التجارب لدراسة التفريغ الكهربائي في الغازات النادرة. تم إثارة التفريغ بين الكاثود والأنود، وإغلاقه داخل أنبوب زجاجي تم إخلاء الهواء منه. ما جاء من الكاثود كان يسمى أشعة الكاثود.
لتحديد طبيعة أشعة الكاثود، أجرى الفيزيائي الإنجليزي جوزيف جون طومسون (1856 - 1940) التجربة التالية. كان إعداده التجريبي عبارة عن أنبوب أشعة الكاثود المفرغ (انظر الشكل). كان الكاثود المتوهج K مصدرًا لأشعة الكاثود التي تسارعت الحقل الكهربائي، موجود بين الأنود A والكاثود K. وكان هناك ثقب في وسط الأنود. تصطدم أشعة الكاثود المارة عبر هذا الثقب بالنقطة G على جدار الأنبوب S المقابل للفتحة الموجودة في الأنود. إذا كان الجدار S مغطى بمادة فلورسنت فإن الأشعة الواصلة إلى النقطة G ستظهر كنقطة مضيئة. في الطريق من A إلى G، مرت الأشعة بين ألواح القرص المضغوط للمكثف، حيث يمكن تطبيق الجهد الكهربائي من البطارية.
إذا قمت بتشغيل هذه البطارية، فإن الأشعة تنحرف عن طريق المجال الكهربائي للمكثف وتظهر نقطة على الشاشة S في الموضع . اقترح طومسون أن أشعة الكاثود تتصرف مثل الجسيمات سالبة الشحنة. من خلال إنشاء مجال مغناطيسي موحد في المنطقة الواقعة بين لوحات المكثف وعمودي على مستوى الصورة (موضح بالنقاط)، يمكنك أن تتسبب في انحراف البقعة في نفس الاتجاه أو الاتجاه المعاكس.
أظهرت التجارب أن شحنة الجسيم تساوي في الحجم شحنة أيون الهيدروجين (C)، وتبين أن كتلتها أقل بنحو 1840 مرة من كتلة أيون الهيدروجين.
في وقت لاحق تلقى اسم الإلكترون. يعتبر اليوم 30 أبريل 1897، الذي قدم فيه جوزيف جون طومسون تقريرًا عن بحثه، "عيد ميلاد" الإلكترون.
المهمة 16
ما هي أشعة الكاثود؟
1) الأشعة السينية
2) أشعة جاما
3) تدفق الإلكترون
4) تدفق الأيونات
الإجابة الصحيحة: 3
المهمة 17
أ.تتفاعل أشعة الكاثود مع المجال الكهربائي.
ب.تتفاعل معها أشعة الكاثود حقل مغناطيسي.
1) أ فقط
2) ب فقط
4) لا أ ولا ب
الإجابة الصحيحة: 3
المهمة 18
سوف تصل أشعة الكاثود (انظر الشكل) إلى النقطة G بشرط أن تكون بين ألواح القرص المضغوط للمكثف
1) يعمل المجال الكهربائي فقط
2) يعمل المجال المغناطيسي فقط
3) يتم تعويض عمل القوى من المجالات الكهربائية والمغناطيسية
4) تأثير القوى من المجال المغناطيسي لا يكاد يذكر
الإجابة الصحيحة: 3
اكتشاف تجريبي لقانون تكافؤ الحرارة والشغل.
في عام 1807، أجرى الفيزيائي ج. جاي لوساك، الذي درس خصائص الغازات، تجربة بسيطة. من المعروف منذ زمن طويل أن الغاز المضغوط يتوسع ويبرد. أجبر جاي لوساك الغاز على التوسع في الفراغ - في وعاء تم ضخ الهواء منه سابقًا. ولدهشته لم يحدث أي انخفاض في درجة الحرارة، ولم تتغير درجة حرارة الغاز. ولم يتمكن الباحث من تفسير النتيجة: لماذا يتمدد نفس الغاز، المضغوط بالتساوي، ويبرد إذا تم إطلاقه مباشرة في الخارج إلى الغلاف الجوي، ولا يبرد إذا تم إطلاقه في وعاء فارغ حيث يكون الضغط صفرًا؟
وتمكن الطبيب الألماني روبرت ماير من شرح التجربة. كان لدى ماير فكرة مفادها أن الشغل والحرارة يمكن أن يتحولا إلى بعضهما البعض. هذه الفكرة الرائعة مكنت ماير على الفور من توضيح النتيجة الغامضة في تجربة جاي-لوساك: إذا تم تحويل الحرارة والشغل بشكل متبادل، فعندئذ عندما يتمدد الغاز إلى الفراغ، عندما لا يبذل أي شغل، لأنه لا يوجد القوة (الضغط) التي تعارض زيادة حجمه، لا ينبغي تبريد الغاز. عندما يتمدد الغاز، إذا كان عليه أن يبذل شغلًا ضد ضغط خارجي، فيجب أن تنخفض درجة حرارته. لا يمكنك الحصول على وظيفة مقابل لا شيء! تم تأكيد نتيجة ماير الرائعة عدة مرات من خلال القياسات المباشرة. كانت تجارب جول ذات أهمية خاصة، حيث قام بقياس كمية الحرارة اللازمة لتسخين سائل عن طريق تدوير المحرض فيه. وفي الوقت نفسه، تم قياس كل من العمل المبذول في تدوير الخلاط وكمية الحرارة التي يتلقاها السائل. وبغض النظر عن كيفية تغير الظروف التجريبية، وتم أخذ سوائل مختلفة وأوعية وخلاطات مختلفة، كانت النتيجة واحدة: يتم الحصول دائمًا على نفس كمية الحرارة من نفس العمل.
https://pandia.ru/text/78/089/images/image010_68.jpg" width = "250" height = "210 src = ">
منحنى الانصهار (p - الضغط، T - درجة الحرارة)
وفقا للأفكار الحديثة، فإن معظم باطن الأرض يظل صلبا. ومع ذلك، فإن مادة الغلاف الموري (قشرة الأرض من عمق 100 كيلومتر إلى 300 كيلومتر) تكون في حالة منصهرة تقريبًا. هذا هو اسم الحالة الصلبة التي تتحول بسهولة إلى سائل (منصهر) مع زيادة طفيفة في درجة الحرارة (العملية 1) أو انخفاض في الضغط (العملية 2).
مصدر ذوبان الصهارة الأولية هو الغلاف الموري. إذا انخفض الضغط في بعض المناطق (على سبيل المثال، عندما تتحول أجزاء من الغلاف الصخري)، إذن صلبيتحول الغلاف الموري على الفور إلى ذوبان سائل، أي إلى صهارة.
ولكن ما هي الأسباب الفيزيائية التي تحرك آلية الانفجار البركاني؟
تحتوي الصهارة مع بخار الماء على غازات مختلفة ( ثاني أكسيد الكربونوكلوريد الهيدروجين والفلورايد وأكاسيد الكبريت والميثان وغيرها). تركيز الغازات الذائبة يتوافق مع الضغط الخارجي. في الفيزياء، قانون هنري معروف: تركيز الغاز المذاب في السائل يتناسب مع ضغطه فوق السائل. تخيل الآن أن الضغط في العمق قد انخفض. الغازات الذائبة في الصهارة تصبح غازية. يزداد حجم الصهارة، وتتكون رغاوي، وتبدأ في الارتفاع للأعلى. ومع ارتفاع الصهارة، ينخفض الضغط أكثر، فتتكثف عملية إطلاق الغاز، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تسارع الارتفاع.
المهمة 16
فى ماذا حالة التجميعهل تقع مادة الغلاف الموري في المنطقتين الأولى والثانية في الرسم البياني (انظر الشكل)؟
1) أنا - في السائل، II - في الصلبة
2) أنا - في الحالة الصلبة، II - في السائل
3) أنا - في السائل، II - في السائل
4) أنا - في الصلبة، II - في الصلبة
الإجابة الصحيحة: 2
المهمة 17
ما القوة التي تسبب ارتفاع الصهارة المنصهرة والرغوية إلى الأعلى؟
1) الجاذبية
2) القوة المرنة
3) قوة أرخميدس
4) قوة الاحتكاك
الإجابة الصحيحة: 3
المهمة 18
مرض الكايسون هو مرض يحدث عندما يصعد الغواص بسرعة من أعماق كبيرة. يحدث مرض الكايسون عند البشر عندما يكون هناك تغير سريع في الضغط الخارجي. عند العمل في ظل ظروف الضغط المتزايد، تمتص الأنسجة البشرية كميات إضافية من النيتروجين. لذلك، يجب على الغواصين أن يصعدوا ببطء حتى يتوفر للدم الوقت الكافي لحمل فقاعات الغاز الناتجة إلى الرئتين.
ما هي العبارات الصحيحة؟
أ.ويزداد تركيز النتروجين المذاب في الدم كلما زاد عمق الغطس.
ب.إذا انتقلت بسرعة كبيرة جدًا من بيئة بها ضغط مرتفعفي بيئة منخفضة الضغط، يتم إطلاق النيتروجين الزائد المذاب في الأنسجة، مما يشكل فقاعات غازية.
1) أ فقط
2) ب فقط
4) لا أ ولا ب
الإجابة الصحيحة: 3
السخانات
تقع السخانات بالقرب من البراكين النشطة أو الخاملة مؤخرًا. تتطلب السخانات الحرارة من البراكين لتنفجر.
لفهم فيزياء السخانات، تذكر أن درجة غليان الماء تعتمد على الضغط (انظر الشكل).
اعتماد درجة غليان الماء على الضغط https://pandia.ru/text/78/089/images/image013_71.gif" width="25" height="21"> Pa. في هذه الحالة، الماء الموجود في أنبوب
1) سوف يتحرك للأسفل تحت تأثير الضغط الجوي
2) يظل في حالة اتزان لأن درجة حرارته أقل من نقطة الغليان
3) سوف يبرد بسرعة حيث أن درجة حرارته أقل من درجة الغليان على عمق 10 م
4) سوف يغلي لأن درجة حرارته أعلى من نقطة الغليان عند الضغط الخارجي Pa
الإجابة الصحيحة: 4
ضباب
في ظل ظروف معينة، يتكثف بخار الماء الموجود في الهواء جزئيًا، مما يؤدي إلى تشكل قطرات الماء من الضباب. يتراوح قطر قطرات الماء من 0.5 ميكرون إلى 100 ميكرون.
خذ وعاء واملأه إلى منتصفه بالماء وأغلق الغطاء. أسرع جزيئات الماء، التي تتغلب على جاذبية الجزيئات الأخرى، تقفز من الماء وتشكل بخارًا فوق سطح الماء. وتسمى هذه العملية تبخر الماء. ومن ناحية أخرى، فإن جزيئات بخار الماء، التي تصطدم ببعضها البعض وبجزيئات الهواء الأخرى، يمكن أن تنتهي بشكل عشوائي على سطح الماء وتتحول مرة أخرى إلى سائل. هذا هو تكثيف البخار. في النهاية، عند درجة حرارة معينة، يتم تعويض عمليات التبخر والتكثيف بشكل متبادل، أي يتم إنشاء حالة من التوازن الديناميكي الحراري. يسمى بخار الماء الموجود في هذه الحالة فوق سطح السائل مشبعًا.
إذا زادت درجة الحرارة، يزداد معدل التبخر ويتحقق التوازن عند كثافة أعلى لبخار الماء. وبالتالي الكثافة بخار مشبعيزداد مع زيادة درجة الحرارة (انظر الشكل).
اعتماد كثافة بخار الماء المشبع على درجة الحرارة
لكي يحدث الضباب، يجب ألا يصبح البخار مشبعًا فحسب، بل يجب أن يصبح مفرط التشبع. يصبح بخار الماء مشبعًا (ومفرط التشبع) مع التبريد الكافي (عملية AB) أو أثناء التبخر الإضافي للماء (عملية AC). وعليه فإن الضباب المتساقط يسمى ضباب التبريد وضباب التبخر.
الشرط الثاني الضروري لتكوين الضباب هو وجود نوى التكثيف (المراكز). يمكن أن تلعب الأيونات وقطرات الماء الصغيرة وجزيئات الغبار وجزيئات السخام والملوثات الصغيرة الأخرى دور النوى. كلما زاد تلوث الهواء، كلما زادت كثافة الضباب.
المهمة 16
يوضح الرسم البياني في الشكل أنه عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، تكون كثافة بخار الماء المشبع 17.3 جم/م3. وهذا يعني أنه عند 20 درجة مئوية
5) كتلة 1 م الأبخرة المشبعةالماء 17.3 جرام
6) 17.3 م من الهواء يحتوي على 1 جم من بخار الماء المشبع
8) كثافة الهواء 17.3 جم/م
الإجابة الصحيحة: 1
المهمة 17
في أي عملية موضحة في الرسم البياني يمكن ملاحظة ضباب التبخر؟
1) أب فقط
2) مكيف الهواء فقط
4) لا AB ولا AC
الإجابة الصحيحة: 2
المهمة 18
ما هي العبارات الصحيحة؟
أ.ويتميز الضباب الحضري، مقارنة بالضباب الموجود في المناطق الجبلية، بكثافة أعلى.
ب.يلاحظ الضباب عندما ترتفع درجة حرارة الهواء بشكل حاد.
1) أ فقط
2) ب فقط
4) لا أ ولا ب
الإجابة الصحيحة: 1
لون السماء وغروب الشمس
لم السماء زرقاء؟ لماذا تتحول شمس الغروب إلى اللون الأحمر؟ وتبين أن السبب في كلتا الحالتين هو نفسه - تشتت ضوء الشمس في الغلاف الجوي للأرض.
في عام 1869، أجرى الفيزيائي الإنجليزي ج. تيندال عرضًا التجربة القادمة: تم تمرير شعاع ضوئي ضيق ومتباعد بشكل ضعيف عبر حوض سمك مستطيل مملوء بالماء. ولوحظ أنه إذا نظرت إلى شعاع الضوء الموجود في الحوض من الجانب، فإنه يبدو مزرقًا. وإذا نظرت إلى الشعاع من طرف الإخراج، فإن الضوء يأخذ لونًا محمرًا. ويمكن تفسير ذلك بافتراض أن الضوء الأزرق (الأزرق) منتشر أكثر من الضوء الأحمر. لذلك، عندما يمر شعاع ضوء أبيض عبر وسط مشتت، ينتثر منه الضوء الأزرق بشكل رئيسي، بحيث يبدأ الضوء الأحمر بالسيطرة على الشعاع الخارج من الوسط. كلما سافر الشعاع الأبيض في وسط مبعثر، كلما ظهر أكثر احمرارًا عند الخروج.
في عام 1871، طور جي ستريت (رايلي) نظرية تشتت موجات الضوء بواسطة الجزيئات الصغيرة. ينص القانون الذي وضعه رايلي على أن شدة الضوء المبعثر تتناسب مع القوة الرابعة لتردد الضوء، أو بمعنى آخر، تتناسب عكسيًا مع القوة الرابعة لطول موجة الضوء.
طرح رايلي فرضية مفادها أن مراكز تشتيت الضوء هي جزيئات الهواء. في وقت لاحق، بالفعل في النصف الأول من القرن العشرين، ثبت أن الدور الرئيسي في تشتت الضوء تلعبه تقلبات كثافة الهواء - التكثيف المجهري وخلخلة الهواء التي تنشأ نتيجة للفوضى الحركة الحراريةجزيئات الهواء.
https://pandia.ru/text/78/089/images/image017_61.gif" height = "1 src = ">
القرص الذي يتم تسجيل الصوت عليه مصنوع من مادة شمعية ناعمة خاصة. تتم إزالة نسخة نحاسية (كليشيه) من هذا القرص الشمعي باستخدام طريقة الجلفانوبلاستيك. يتضمن ذلك ترسيب النحاس النقي على القطب عند المرور التيار الكهربائيمن خلال محلول أملاحه. ثم يتم طباعة النسخة النحاسية على الأقراص البلاستيكية. هذه هي الطريقة التي يتم بها عمل تسجيلات الحاكي.
عند تشغيل الصوت، يتم وضع اسطوانة الحاكي تحت إبرة متصلة بغشاء الحاكي، ويتم تدوير الاسطوانة. بالتحرك على طول الأخدود المتموج للسجل ، تهتز نهاية الإبرة ويهتز الغشاء معها ، وهذه الاهتزازات تعيد إنتاج الصوت المسجل بدقة.
المهمة 16
ما الاهتزازات التي يحدثها غشاء القرن تحت تأثير الموجة الصوتية؟
5) مجانا
6) يتلاشى
7) القسري
8) التذبذبات الذاتية
الإجابة الصحيحة: 3
المهمة 17
ما هو الإجراء الحالي المستخدم للحصول على كليشيهات من قرص الشمع؟
1) المغناطيسي
2) الحرارية
3) الضوء
4) الكيميائية
الإجابة الصحيحة: 4
المهمة 18
عند تسجيل الصوت ميكانيكيا، يتم استخدام الشوكة الرنانة. عن طريق زيادة وقت تشغيل الشوكة الرنانة بمقدار مرتين
5) سيزيد طول أخدود الصوت مرتين
6) سينخفض طول أخدود الصوت مرتين
7) سيزيد عمق أخدود الصوت مرتين
8) سينخفض عمق أخدود الصوت بمقدار مرتين
الإجابة الصحيحة: 1
تعليق مغناطيسي
متوسط سرعة القطارات السكك الحديديةلا يتجاوز
150 كم/ساعة. إن تصميم قطار يتناسب مع سرعة الطائرة ليس بالأمر السهل. عند السرعات العالية، لا تستطيع عجلات القطار تحمل الحمولة. لا يوجد سوى مخرج واحد: التخلي عن العجلات، وجعل القطار يطير. إحدى طرق "تعليق" القطار فوق القضبان هي استخدام التنافر المغناطيسي.
في عام 1910، بنى البلجيكي إي. باشيليت أول نموذج في العالم لقطار طائر وقام باختباره. تسارعت عربة القطار الطائر التي تزن 50 كيلوغرامًا على شكل سيجار إلى سرعة تزيد عن 500 كم / ساعة! كان الطريق المغناطيسي الذي رسمته باتشيليت عبارة عن سلسلة من الأعمدة المعدنية ذات ملفات متصلة على قممها. بعد تشغيل التيار، يتم رفع المقطورة ذات المغناطيسات المدمجة فوق الملفات ويتم تسريعها بواسطة نفس المجال المغناطيسي الذي تم تعليقها عليه.
في وقت واحد تقريبًا مع باشيليت في عام 1911، قام أستاذ معهد تومسك للتكنولوجيا ب. واينبرغ بتطوير تعليق أكثر اقتصادا لقطار الطيران. اقترح واينبرغ عدم دفع الطريق والسيارات بعيدًا عن بعضها البعض، وهو أمر محفوف بتكاليف طاقة هائلة، ولكن جذبها باستخدام مغناطيسات كهربائية عادية. تم وضع المغناطيسات الكهربائية للطريق فوق القطار من أجل تعويض جاذبية القطار بجاذبيتها. لم يكن موقع العربة الحديدية في البداية تحت المغناطيس الكهربائي تمامًا، بل خلفه. في هذه الحالة، تم تركيب مغناطيسات كهربائية على طول الطريق بالكامل. عندما تم تشغيل التيار في المغناطيس الكهربائي الأول، ارتفعت المقطورة وتحركت للأمام باتجاه المغناطيس. ولكن قبل لحظة من التصاق المقطورة بالمغناطيس الكهربائي، انقطع التيار. واصل القطار التحليق بالقصور الذاتي، مما قلل من ارتفاعه. تم تشغيل المغناطيس الكهربائي التالي، وارتفع القطار مرة أخرى وتسارع. ومن خلال وضع سيارته في أنبوب نحاسي يتم ضخ الهواء منه، قام واينبرغ بتسريع السيارة إلى سرعة 800 كم/ساعة!
المهمة 16
ما التفاعل المغناطيسي الذي يمكن استخدامه في الارتفاع المغناطيسي؟
أ.جذب الأقطاب المعاكسة.
ب.تنافر الأقطاب المتشابهة.
1) أ فقط
2) ب فقط
3) لا أ ولا ب
الإجابة الصحيحة: 4
المهمة 17
عندما يتحرك قطار ماجليف
1) لا توجد قوى احتكاك بين القطار والطريق
2) قوى مقاومة الهواء ضئيلة
3) يتم استخدام قوى التنافر الكهروستاتيكية
4) يتم استخدام قوى الجذب للأقطاب المغناطيسية التي تحمل الاسم نفسه
الإجابة الصحيحة: 1
المهمة 18
في نموذج B. Weinberg للقطار المغناطيسي، كان من الضروري استخدام مقطورة ذات كتلة أكبر. لكي تتحرك المقطورة الجديدة كما كانت من قبل، فمن الضروري
5) استبدل الأنبوب النحاسي بآخر حديدي
6) لا تقم بإيقاف تشغيل التيار في المغناطيسات الكهربائية حتى "تلتصق" المقطورة
7) زيادة التيار في المغناطيس الكهربائي
8) تركيب مغناطيسات كهربائية على طول الطريق على مسافات كبيرة
الإجابة الصحيحة: 3
الكهربائية الضغطية
في عام 1880، قام العالمان الفرنسيان الأخوان بيير وبول كوري بدراسة خصائص البلورات. ولاحظوا أنه إذا تم ضغط بلورة الكوارتز من الجانبين، فإن الشحنات الكهربائية تظهر على وجوهها بشكل عمودي على اتجاه الانضغاط: موجبة من جانب، وسالبة من الجانب الآخر. بلورات التورمالين وملح روشيل وحتى السكر لها نفس الخاصية. تنشأ أيضًا شحنات على الوجوه البلورية عند تمددها. علاوة على ذلك، إذا تراكمت شحنة موجبة على الوجه أثناء الضغط، فسوف تتراكم شحنة سالبة على هذا الوجه أثناء التمدد، والعكس صحيح. كانت تسمى هذه الظاهرة الكهرباء الضغطية (من الكلمة اليونانية "بيزو" - الصحافة). تسمى البلورة التي تتمتع بهذه الخاصية بالكهرباء الانضغاطية. لاحقًا، اكتشف الأخوان كوري أن التأثير الكهرضغطي قابل للعكس: إذا تم إنشاء شحنات كهربائية معاكسة على وجوه البلورة، فإنها إما ستتقلص أو تتمدد، اعتمادًا على الوجه الذي يتم تطبيق شحنة موجبة وسالبة عليه.
يعتمد عمل الولاعات الكهرضغطية المنتشرة على نطاق واسع على ظاهرة الكهرضغطية. الجزء الرئيسي من هذه الولاعة هو عنصر كهرضغطية - أسطوانة كهرضغطية سيراميكية مع أقطاب كهربائية معدنية على القواعد. باستخدام جهاز ميكانيكي، يتم تطبيق صدمة قصيرة المدى على العنصر الكهرضغطي. وفي هذه الحالة تظهر شحنات كهربائية متضادة على جانبيها المتعامدين مع اتجاه عمل القوة المشوهة. يمكن أن يصل الجهد بين هذه الجوانب إلى عدة آلاف فولت. يتم توصيل الجهد عبر أسلاك معزولة إلى قطبين كهربائيين موجودين في طرف الولاعة على مسافة 3 - 4 مم عن بعضهما البعض. يؤدي تفريغ الشرارة الذي يحدث بين الأقطاب الكهربائية إلى إشعال خليط الغاز والهواء.
على الرغم من الفولتية العالية جدًا (~ 10 كيلو فولت)، فإن التجارب باستخدام ولاعة بيزو تعتبر آمنة تمامًا، لأنه حتى مع وجود دائرة كهربائية قصيرة، فإن قوة التيار تكون ضئيلة وآمنة لصحة الإنسان، كما هو الحال مع التفريغ الكهروستاتيكي عند إزالة الملابس الصوفية أو الاصطناعية في الطقس الجاف.
المهمة 16
تعتبر الكهرباء الضغطية ظاهرة
1) الحدوث الشحنات الكهربائيةعلى سطح البلورات أثناء تشوهها
2) حدوث تشوه الشد والضغط في البلورات
3) تمرير تيار كهربائي عبر البلورات
4) مرور تفريغ الشرارة أثناء تشوه البلورة
الإجابة الصحيحة: 1
المهمة 17
باستخدام ولاعة بيزو لا يمثل مخاطر بسبب
7) القوة الحالية لا تذكر
8) تيار 1A آمن للبشر
الإجابة الصحيحة: 3
المهمة 18
في بداية القرن العشرين، اخترع العالم الفرنسي بول لانجفين باعث الموجات فوق الصوتية. ومن خلال شحن وجوه بلورة الكوارتز بالكهرباء من مولد تيار متردد عالي التردد، وجد أن البلورة تتأرجح عند تردد تغير الجهد. يعتمد عمل الباعث على
1) التأثير الكهرضغطي المباشر
2) التأثير الكهروضغطي العكسي
3) ظاهرة الكهربة تحت تأثير مجال كهربائي خارجي
4) ظاهرة الكهربة عند الارتطام
الإجابة الصحيحة: 2
بناء الأهرامات المصرية
يعد هرم خوفو أحد عجائب الدنيا السبع. لا تزال هناك العديد من الأسئلة حول كيفية بناء الهرم بالضبط.
لم يكن نقل ورفع وتركيب الحجارة التي تزن عشرات ومئات الأطنان مهمة سهلة.
ومن أجل رفع الكتل الحجرية للأعلى، توصلوا إلى طريقة ماكرة للغاية. أقيمت منحدرات ترابية حول موقع البناء. مع نمو الهرم، ارتفعت المنحدرات أعلى وأعلى، كما لو كانت تحيط بالمبنى المستقبلي بأكمله. تم جر الحجارة على طول المنحدر على الزلاجات بنفس الطريقة التي يتم بها سحبها على الأرض، بمساعدة الرافعات. كانت زاوية ميل المنحدر صغيرة جدًا - 5 أو 6 درجات، ولهذا السبب نما طول المنحدر إلى مئات الأمتار. وهكذا، أثناء بناء هرم خفرع، كان المنحدر الذي يربط المعبد العلوي بالمعبد السفلي، مع اختلاف في المستويات يزيد عن 45 مترًا، يبلغ طوله 494 مترًا وعرضه 4.5 مترًا.
في عام 2007، اقترح المهندس المعماري الفرنسي جان بيير هودين أنه أثناء بناء هرم خوفو، استخدم المهندسون المصريون القدماء نظامًا من المنحدرات والأنفاق الخارجية والداخلية. ويعتقد هودين أنه تم بناء الجزء السفلي فقط بمساعدة المنحدرات الخارجية،
الجزء 43 مترا (الارتفاع الإجمالي لهرم خوفو 146 مترا). ولرفع وتركيب الكتل المتبقية، تم استخدام نظام المنحدرات الداخلية المرتبة بشكل حلزوني. وللقيام بذلك قام المصريون بتفكيك المنحدرات الخارجية ونقلها إلى الداخل. المهندس المعماري واثق من أن التجاويف التي تم اكتشافها عام 1986 بسمك هرم خوفو هي أنفاق تتحول إليها المنحدرات تدريجياً.
المهمة 16
أي نوع آليات بسيطةيشير إلى المنحدر؟
5) كتلة متحركة
6) كتلة ثابتة
8) الطائرة المائلة
الإجابة الصحيحة: 4
المهمة 17
تشمل المنحدرات
5) مصعد الشحن في المباني السكنية
6) طفرة الرافعة
7) بوابة لرفع الماء من البئر
8) منصة مائلة لدخول المركبات
الإجابة الصحيحة: 4
المهمة 18
وإذا أهملنا الاحتكاك فإن المنحدر الذي كان يربط المعبد العلوي بالمعبد السفلي أثناء بناء هرم خفرع مكن من الحصول على مكسب
5) أقوى بحوالي 11 مرة
6) قوة أكثر من 100 مرة
7) تم تشغيله حوالي 11 مرة
8) على مسافة 11 مرة تقريباً
الإجابة الصحيحة: 1
بياض الأرض
تعتمد درجة الحرارة على سطح الأرض على انعكاسية الكوكب - البياض. البياض السطحي هو نسبة تدفق طاقة الأشعة الشمسية المنعكسة إلى تدفق طاقة الأشعة الشمسية الساقطة على السطح، معبرًا عنه بنسبة مئوية أو جزء من الوحدة. تبلغ نسبة بياض الأرض في الجزء المرئي من الطيف حوالي 40%. وفي غياب السحب ستكون النسبة حوالي 15%.
يعتمد البياض على العديد من العوامل: وجود وحالة الغيوم، والتغيرات في الأنهار الجليدية، والوقت من السنة، وبالتالي هطول الأمطار. في التسعينيات من القرن العشرين، أصبح الدور الهام للهباء الجوي - أصغر الجزيئات الصلبة والسائلة في الغلاف الجوي - واضحًا. عند حرق الوقود، يتم إطلاق غازات الكبريت وأكاسيد النيتروجين في الهواء؛ تتحد في الغلاف الجوي مع قطرات الماء لتشكل أحماض الكبريتيك والنيتريك والأمونيا، والتي تتحول بعد ذلك إلى رذاذ الكبريتات والنترات. لا يعكس الهباء الجوي ضوء الشمس فحسب، بل يمنعه من الوصول إلى سطح الأرض. تعمل جزيئات الهباء الجوي كنواة تكثيف للرطوبة الجوية أثناء تكوين السحب، وبالتالي تساهم في زيادة الغيوم. وهذا بدوره يقلل من تدفق الحرارة الشمسية إلى سطح الأرض.
كما تعتمد شفافية ضوء الشمس في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي للأرض على الحرائق. بسبب الحرائق، يرتفع الغبار والسخام إلى الغلاف الجوي، مما يغطي الأرض بشاشة كثيفة ويزيد من بياض السطح.
المهمة 16
البياض السطحي يشير إلى
1) التدفق الكلي للأشعة الشمسية الساقطة على سطح الأرض
2) نسبة تدفق طاقة الإشعاع المنعكس إلى تدفق الإشعاع الممتص
3) نسبة تدفق الطاقة للإشعاع المنعكس إلى تدفق الإشعاع الساقط
4) الفرق بين طاقة الإشعاع الحادثة والمنعكسة
الإجابة الصحيحة: 3
المهمة 17
ما هي العبارات الصحيحة؟
أ.يعكس الهباء الجوي ضوء الشمس وبالتالي يساعد في تقليل بياض الأرض.
ب.تزيد الانفجارات البركانية من بياض الأرض.
1) أ فقط
2) ب فقط
4) لا أ ولا ب
الإجابة الصحيحة: 2
المهمة 18
يوضح الجدول بعض خصائص كواكب النظام الشمسي - الزهرة والمريخ. ومن المعروف أن بياض الزهرة A = 0.76، وبياض المريخ A = 0.15. أي من الخصائص أثرت بشكل رئيسي في الاختلاف في بياض الكواكب؟
صفات | كوكب الزهرة | المريخ |
أ.متوسط المسافة من الشمس بنصف قطر مدار الأرض | ||
ب.متوسط نصف قطر الكوكب، كم | ||
في.عدد الأقمار الصناعية | ||
ز.وجود الغلاف الجوي | كثيفة جدا | متناثر |
الإجابة الصحيحة: 4
الاحتباس الحراري
لتحديد درجة حرارة جسم تسخنه الشمس، من المهم معرفة بعده عن الشمس. كلما اقترب كوكب ما في النظام الشمسي من الشمس، ارتفع متوسط درجة حرارته. بالنسبة لجسم بعيد عن الشمس مثل الأرض، فإن التقدير العددي لمتوسط درجة حرارة السطح يعطي النتيجة التالية: T Å ≈ –15 درجة مئوية.
في الواقع، مناخ الأرض أكثر اعتدالا بكثير. يبلغ متوسط درجة حرارة سطحه حوالي 18 درجة مئوية بسبب ما يسمى بظاهرة الاحتباس الحراري - تسخين الجزء السفلي من الغلاف الجوي عن طريق الإشعاع الصادر من سطح الأرض.
يتواجد النيتروجين (78%) والأكسجين (21%) في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي. المكونات المتبقية تمثل 1٪ فقط. ولكن هذه النسبة هي التي تحدد الخصائص البصرية للغلاف الجوي، لأن النيتروجين والأكسجين لا يتفاعلان تقريبا مع الإشعاع.
إن تأثير "الاحتباس الحراري" معروف لكل من تعامل مع هيكل الحديقة البسيط هذا. في الجو يبدو مثل هذا. يمر جزء من الإشعاع الشمسي الذي لا ينعكس من السحب عبر الغلاف الجوي، والذي يعمل كزجاج أو فيلم، ويسخن سطح الأرض. يبرد السطح الساخن وينبعث منه الإشعاع الحراريلكن هذا إشعاع مختلف - الأشعة تحت الحمراء. متوسط \u200b\u200bالطول الموجي لهذا الإشعاع أطول بكثير من ذلك القادم من الشمس، وبالتالي فإن الغلاف الجوي، شبه الشفاف للضوء المرئي، ينقل الأشعة تحت الحمراء بشكل أقل جودة.
يمتص بخار الماء حوالي 62% من الأشعة تحت الحمراء، مما يساهم في تسخين الطبقات السفلية من الغلاف الجوي. خلف بخار الماء في القائمة غازات الاحتباس الحرارييليه ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي يمتص 22% من الأشعة تحت الحمراء للأرض في الهواء الشفاف.
يمتص الغلاف الجوي تدفق الإشعاع طويل الموجة المتصاعد من سطح الكوكب، ويسخن، وبالتالي يسخن سطح الأرض. الحد الأقصى في طيف الإشعاع الشمسي يحدث عند طول موجة يبلغ حوالي 550 نانومتر. يحدث الحد الأقصى لطيف إشعاع الأرض عند طول موجة يبلغ حوالي 10 ميكرون. ويوضح الشكل 1 دور ظاهرة الاحتباس الحراري.
الشكل 1 (أ). المنحنى 1 - الطيف المحسوب للإشعاع الشمسي (مع درجة حرارة الغلاف الضوئي 6000 درجة مئوية)؛ المنحنى 2 - الطيف المحسوب لإشعاع الأرض (مع درجة حرارة سطحية 25 درجة مئوية)
الشكل 1 (ب). امتصاص الغلاف الجوي للأرض للإشعاع بأطوال موجية مختلفة (بالنسبة المئوية). في المنطقة الطيفية من 10 إلى 20 ميكرون توجد نطاقات امتصاص لجزيئات CO2 وH2O وO3 وCH4. أنها تمتص الإشعاع القادم من سطح الأرض
المهمة 16
ما هو الغاز الذي يلعب الدور الأكبر في ظاهرة الاحتباس الحراري للغلاف الجوي للأرض؟
10) الأكسجين
11) ثاني أكسيد الكربون
12) بخار الماء
الإجابة الصحيحة: 4
المهمة 17
أي من العبارات التالية تتوافق مع المنحنى في الشكل 1(ب)؟
أ.يمر الإشعاع المرئي، الذي يتوافق مع الحد الأقصى للطيف الشمسي، عبر الغلاف الجوي دون عوائق تقريبًا.
ب.الأشعة تحت الحمراء التي يزيد طولها الموجي عن 10 ميكرون لا تتجاوز عمليا الغلاف الجوي للأرض.
5) أ فقط
6) ب فقط
8) لا أ ولا ب
الإجابة الصحيحة: 3
المهمة 18
بفضل ظاهرة الاحتباس الحراري
1) في الطقس البارد الغائم الملابس الصوفية تحمي جسم الإنسان من انخفاض حرارة الجسم
2) يبقى الشاي في الترمس ساخناً لفترة طويلة
3) تعمل أشعة الشمس التي تمر عبر النوافذ الزجاجية على تسخين الهواء في الغرفة
4) في يوم صيفي مشمس تكون درجة حرارة الماء في الخزانات أقل من درجة حرارة الرمال على الشاطئ
الإجابة الصحيحة: 3
السمع البشري
أقل نغمة يسمعها شخص ذو سمع طبيعي يبلغ ترددها حوالي 20 هرتز. ويختلف الحد الأعلى للإدراك السمعي بشكل كبير بين الأشخاص أناس مختلفون. العمر له أهمية خاصة هنا. في سن الثامنة عشرة، مع السمع المثالي، يمكنك سماع صوت يصل إلى 20 كيلو هرتز، ولكن في المتوسط، تقع حدود السمع لأي عمر في نطاق 18 - 16 كيلو هرتز. مع تقدم العمر، تقل حساسية الأذن البشرية للأصوات عالية التردد تدريجيًا. يوضح الشكل رسمًا بيانيًا لمستوى إدراك الصوت مقابل التردد لدى الأشخاص من مختلف الأعمار.
الألم" href="/text/category/boleznennostmz/" rel="bookmark">ردود فعل مؤلمة. ضجيج النقل أو الصناعة له تأثير محبط على الشخص - فهو يتعب ويزعج ويتداخل مع التركيز. وبمجرد توقف هذا الضجيج، يشعر الشخص بالارتياح والسلام.
مستوى الضوضاء الذي يتراوح بين 20-30 ديسيبل (ديسيبل) غير ضار عمليًا بالبشر. هذا ضجيج طبيعي في الخلفية، بدونه تكون حياة الإنسان مستحيلة. ل " الأصوات العاليةالحد الأقصى المسموح به هو حوالي 80-90 ديسيبل. إن الصوت الذي يتراوح بين 120 و 130 ديسيبل يسبب الألم للإنسان بالفعل، وعند 150 ديسيبل يصبح لا يطاق بالنسبة له. يعتمد تأثير الضوضاء على الجسم على العمر وحساسية السمع ومدة الحركة.
فترات طويلة من التعرض المستمر للضوضاء عالية الشدة هي الأكثر ضررًا على السمع. بعد التعرض لضوضاء قوية، تزداد العتبة الطبيعية للإدراك السمعي بشكل ملحوظ، أي أدنى مستوى (جهارة الصوت) الذي لا يزال بإمكان شخص معين عنده سماع صوت بتردد معين. يتم إجراء قياسات عتبات الإدراك السمعي في غرف مجهزة تجهيزًا خاصًا للغاية مستوى منخفضالضوضاء المحيطة عن طريق إصدار إشارات صوتية من خلال سماعات الرأس. تسمى هذه التقنية قياس السمع. فهو يتيح لك الحصول على منحنى حساسية السمع الفردية، أو مخطط السمع. تظهر مخططات السمع عادةً انحرافات عن حساسية السمع الطبيعية (انظر الشكل).
0 " style="margin-left:-2.25pt;border-collapse:collapse">
مصدر الضوضاء
مستوى الضوضاء (ديسيبل)
أ.مكنسة كهربائية تعمل
ب.الضوضاء في سيارة المترو
في.أوركسترا موسيقى البوب
ز.السيارات
د.يهمس على مسافة 1 متر
8) ب، ب، د، أ
الإجابة الصحيحة: 1
يطلق علماء الفلك على التوهجات اسم "أحداث متفرقة"، فهي مفاجئة ولا يمكن التنبؤ بها. علاوة على ذلك، فمن المعروف من خلال الملاحظات أن الأقزام الحمراء تتميز بنشاط توهج مكثف للغاية. وهي نجوم أقل ضخامة من شمسنا، وتعتبر أيضًا مناسبة لدور "مهد الحياة". ومؤخرا اكتشف العلماء سبب هذه الظاهرة.
يعد الاهتمام بظاهرة التوهجات في الأقزام الحمراء أمرًا طبيعيًا تمامًا - والحقيقة هي أن مثل هذا التوهج القوي يمكن أن يكون كارثيًا على الكائنات الحية الناشئة أو المتقدمة. لكن الأقزام الحمراء لديها كواكب، بعضها يتمتع بظروف طبيعية تمامًا لوجود الحياة.
على خلفية النجوم العملاقة، تبدو الأقزام الحمراء وكأنها نجوم مضيئة بشكل خافت، لذلك يتم إجراء ملاحظاتها في منطقة قريبة محدودة. في مجرتنا، في الكوكبة أورسا ميجور, هناك نظام نجمي مزدوج يتكون من قزمين أحمرين - تفصل بينهما مسافة 190 الوحدات الفلكية. وعلى مقياس النظام الشمسي، تبلغ هذه المسافة أربعة أضعاف المسافة من الشمس إلى بلوتو.
يُسمى هذا النظام النجمي Gliese 412 وقد تمت دراسته بشكل شامل. نجومها، الأقزام الحمراء، هي كما يلي: الأول - Gliese 412 A تصل كتلته إلى نصف كتلة الشمس، ويتوهج بشكل أضعف بكثير - يصل إلى 2 بالمائة فقط من لمعان نجمنا. أما النجم الثاني، Gliese 412 B، فهو أقل كتلة بكثير وليس له لمعان ثابت. هذا نجم خافت جدًا من فئة M6، وأضعف بمئة مرة من جاره Gliese 412 A! لكن ألمع لحظات التوهجات النجمية يتم اكتشافها بواسطة هذه النجوم المتغيرة، وهذه هي "لحظتها النجمية" حقًا - حيث تم اكتشاف أقوى زيادة في سطوع التوهج في الملاحظات.
تشرح نظرية التوهج النجمي هذه الظواهر من خلال التحولات في التسلسل الهرمي المعقد للمجالات المغناطيسية النجمية التي تتحكم في النشاط النجمي. يظهر هذا بوضوح على الشمس: يتشكل مجمع جديد من النشاط مع البقع وينمو ويتغير، وعندما يظهر مجمع قوي جديد الفيض المغناطيسي، تحدث إعادة الاتصال خطوط الكهرباءوفي وسط البلازما الموصل، يتم تحقيق تحول قوي في الطاقة على الشمس، والذي يُنظر إليه على أنه توهج. يمتلك هذا القذف طاقة حركية هائلة ويطير بعيدًا عن الشمس بسرعة تزيد عن 1000 كم/ثانية. تحدث التوهجات العملاقة على الأقزام الحمراء، ويولد وسط البلازما الحملي لهذه النجوم، وفقًا لنفس نمط التفريغ الكهربائي، نشاط التوهج.
قام فاختانغ تامازيان، الأستاذ في جامعة سانتياغو دي كومبوستيلا (جاليسيا، إسبانيا)، ومجموعة من زملائه من إسبانيا وأرمينيا بتحديد ودراسة مثال قوي بشكل استثنائي لعملية التوهج هذه: النجم المتغير WX UMa زاد سطوعه بمقدار 15 درجة. مرات في 160 ثانية. وصلت درجة حرارة سطحه، التي تساوي 2800 كلفن، في منطقة حدث التوهج إلى 18000 كلفن - وهذه هي درجة حرارة سطح العمالقة الزرقاء من الفئة الطيفية B! لكن العمالقة الزرقاء تغذي لمعانها الوحشي بتدفق مستمر من الطاقة من أعماق النجم. في حالة القزم الأحمر، تكشف درجة الحرارة هذه عن تسخين حلقة التوهج الإكليلي، وهو تكوين نشط في الغلاف الجوي العلوي للقزم الأحمر، والذي يبدأ لمعانه من خلال الطاقة المتحققة للمجال المغناطيسي.
تم اكتشاف تغيير مماثل في سطوع الحلقة الإكليلية للشمس في تجربة الفضاء Coronas-F في إزميران. N. V. Pushkov RAS، حصل الاكتشاف على جائزة الدولة. عادة، يتم تسخين الهالة الشمسية إلى حوالي 2 مليون درجة، وفي تجربة Coronas-F، لوحظ تسخين يصل إلى 20 مليون درجة. في الأقزام الحمراء، النجوم المتوهجة النموذجية، هذه هي الطريقة التي يتم بها إدراك عدم استقرار مجالاتها المغناطيسية المعقدة. ليس من السهل تسجيل هذه الظواهر بسبب سطوعها المنخفض، حيث لا يمكن ملاحظة الأقزام الحمراء على بعد أكثر من 60 سنة ضوئية من الأرض، وهذا هو الحد الأقصى للقدرات التقنية الحديثة.
ويؤكد فاختانغ تامازيان أن الزوج النجمي، الذي يتضمن النجم WX UMa، يمنح الباحثين فرصة فريدة "للتحقيق فيما إذا كان تواتر التوهجات والموقع النسبي لزوج من النجوم المضيئة التي تدور حول بعضها البعض مرتبطان ببعضهما البعض". تتيح لنا دراسة النظام الثنائي، حيث تتفاعل الأقزام الحمراء مع بعضها البعض بفعل الجاذبية، استكشاف مسألة اتصال عمليات التوهج وتوسيع فهمنا للطبيعة الفيزيائية للتوهجات الفريدة على الأقزام الحمراء.
بالتزامن مع مراقبة النجم WX UMa، قام فريق من علماء الفلك بدراسة أربعة أنظمة ثنائية إضافية ذات أقزام حمراء، ومراقبة نشاط توهجها. ومضات قويةلم يتم تسجيل الملاحظات، ولكن مع ذلك، أصبحت ثلاثة أقزام أخرى أكثر سطوعًا أثناء التوهجات، ولم يظهر واحد منهم فقط مثل هذا النشاط أثناء الملاحظات. لذلك، كما اتضح فيما بعد، فإن خصائص التوهج للأقزام الحمراء ليس لها أي دورية مكتشفة. ونتيجة لذلك، افترض العلماء أنه تم تسجيله في مثل هذا الوقت القصير عدد كبير منتظهر التوهجات في الأنظمة الثنائية على ما يبدو بسبب تأثير النجم المرافق.
تجدر الإشارة إلى أن الأقزام الحمراء المشتعلة بالتوهجات ليست مثل شمسنا الأكثر استقرارًا في هذا الصدد. يبدأ نشاط التوهج الشمسي على فرع النمو لكل دورة مدتها 11 سنة، ويصل إلى ذروته عند أقصى الدورة، ويتناقص إلى أدنى مظاهره عند أدنى نشاط شمسي. على الرغم من أنه قد تم بالفعل ملاحظة بعض الاستثناءات للاتجاهات العامة: ففي عام 2003، قبل وقت قصير من الحد الأدنى، حدثت سلسلة من التحركات القوية. التوهجات الشمسيةوالتي لاقت اهتماما كبيرا من قبل المتخصصين.
تسمى هذه التوهجات القوية على الشمس بتوهجات الأشعة السينية، والنقطتين M وX. ويتم تسجيل وتحليل دراسات التوهجات، باعتبارها أكثر المظاهر نشاطًا للنشاط الشمسي والنجمي، بعناية باستخدام بيانات من المراصد الفضائية الحديثة. لقد أصبحت طبيعتها واضحة بشكل متزايد للعلماء، لكن التنبؤ بأحداث التوهج لا يزال احتماليًا فقط وغير دقيق. ولكن من الممكن تمامًا أنه مع تحسن المعرفة، قد تظهر مثل هذه التوقعات ...
