Il y a beaucoup de choses intéressantes dans le monde. Le scintillement des étoiles est l’un des phénomènes les plus étonnants. Combien de croyances différentes sont associées à ce phénomène ! L’inconnu effraie et attire toujours à la fois. Quelle est la nature de ce phénomène ?

Influence de l'atmosphère

Les astronomes ont fait découverte intéressante: Le scintillement des étoiles n'a rien à voir avec leurs changements. Alors pourquoi les étoiles scintillent-elles dans le ciel nocturne ? Il s'agit du mouvement atmosphérique des flux d'air froid et chaud. Lorsque des couches chaudes passent sur des couches froides, des vortex d'air se forment. Sous l’influence de ces vortex, les rayons lumineux se déforment. C’est ainsi que les rayons lumineux se courbent, modifiant ainsi la position apparente des étoiles.

Un fait intéressant est que les étoiles ne scintillent pas du tout. Cette vision est créée sur terre. Les yeux des observateurs perçoivent la lumière provenant d'une étoile après son passage dans l'atmosphère. Par conséquent, à la question de savoir pourquoi les étoiles scintillent, nous pouvons répondre que les étoiles ne scintillent pas, mais que le phénomène que nous observons sur Terre est une distorsion de la lumière qui est passée d'une étoile à travers les couches d'air atmosphérique. Si de tels mouvements d'air ne se produisaient pas, aucun scintillement ne serait observé, même à partir du étoile lointaine dans l'espace.

Explication scientifique

Si nous développons plus en détail la question de savoir pourquoi les étoiles scintillent, il convient de noter que ce processus est observé lorsque la lumière d'une étoile passe d'une couche atmosphérique plus dense à une couche atmosphérique moins dense. De plus, comme mentionné ci-dessus, ces couches se déplacent constamment les unes par rapport aux autres. D'après les lois de la physique, nous savons que l'air chaud monte et que l'air froid, au contraire, descend. C’est lorsque la lumière franchit cette limite de couche que l’on observe un scintillement.

En passant à travers des couches d'air de densité différente, la lumière des étoiles commence à scintiller, leurs contours se brouillent et l'image s'agrandit. Dans le même temps, l'intensité du rayonnement et, par conséquent, la luminosité changent également. Ainsi, en étudiant et en observant les processus décrits ci-dessus, les scientifiques ont compris pourquoi les étoiles scintillent et pourquoi leur scintillement varie en intensité. En science, ce changement d’intensité lumineuse est appelé scintillation.

Planètes et étoiles : quelle est la différence ?

Un autre fait intéressant est que tous les objets cosmiques lumineux ne produisent pas de lumière émanant du phénomène de scintillation. Prenons les planètes. Ils réfléchissent également la lumière du soleil, mais ne scintillent pas. C'est par la nature du rayonnement qu'une planète se distingue d'une étoile. Oui, la lumière d’une étoile scintille, mais pas la lumière d’une planète.

Depuis l’Antiquité, l’humanité a appris à naviguer dans l’espace grâce aux étoiles. À l’époque où les instruments de précision n’étaient pas inventés, le ciel aidait à trouver le bon chemin. Et aujourd'hui, cette connaissance n'a pas perdu de son importance. L’astronomie en tant que science a vu le jour au XVIe siècle, lorsque le télescope a été inventé. C’est à ce moment-là qu’ils ont commencé à observer de près la lumière des étoiles et à étudier les lois selon lesquelles elles scintillent. Mot astronomie traduit du grec, c'est « la loi des étoiles ».

Science des étoiles

L'astronomie étudie l'Univers et les corps célestes, leur mouvement, leur localisation, leur structure et leur origine. Grâce au développement de la science, les astronomes ont expliqué en quoi une étoile vacillante dans le ciel diffère d'une planète, comment se produit le développement corps célestes, leurs systèmes, satellites. Cette science a regardé bien au-delà des frontières système solaire. Pulsars, quasars, nébuleuses, astéroïdes, galaxies, trous noirs, matière interstellaire et interplanétaire, comètes, météorites et tout ce qui s'y rapporte Cosmos, étudie la science de l'astronomie.

L'intensité et la couleur de la lumière scintillante des étoiles sont également influencées par l'altitude de l'atmosphère et la proximité de l'horizon. Il est facile de remarquer que les étoiles situées à proximité brillent plus fort et scintillent de différentes couleurs. Ce spectacle devient particulièrement beau les nuits glaciales ou immédiatement après la pluie. À ces moments-là, le ciel est sans nuages, ce qui contribue à un scintillement plus brillant. Sirius a un rayonnement particulier.

Ambiance et lumière des étoiles

Si vous souhaitez observer le scintillement des étoiles, sachez qu'avec une atmosphère calme au zénith, cela n'est possible qu'occasionnellement. La luminosité du flux lumineux change constamment. Cela est encore dû à la déviation des rayons lumineux, qui sont inégalement concentrés au-dessus de la surface de la Terre. Le vent influence également le paysage stellaire. Dans ce cas, l'observateur du panorama stellaire se retrouve constamment alternativement dans une zone sombre ou éclairée.

Lors de l’observation d’étoiles situées à plus de 50° d’altitude, le changement de couleur ne sera pas perceptible. Mais les étoiles situées en dessous de 35° scintillent et changent de couleur assez souvent. Un scintillement très intense indique une hétérogénéité atmosphérique, directement liée à la météorologie. En observant le scintillement des étoiles, on a remarqué qu'il avait tendance à s'intensifier à basse température. pression atmosphérique, température. Une augmentation du scintillement peut également être constatée avec l’augmentation de l’humidité. Cependant, il est impossible de prédire le temps qu’il fait à l’aide de scintillation. L'état de l'atmosphère dépend grand nombre divers facteurs, ce qui ne permet pas de tirer des conclusions sur la météo uniquement à partir du scintillement des étoiles. Bien sûr, certaines choses fonctionnent, mais ce phénomène a encore ses propres ambiguïtés et mystères.

Il existe des courants d’air froid et chaud dans l’atmosphère. Là où les couches chaudes sont au-dessus des couches froides, des tourbillons d'air se forment, sous l'influence desquels les rayons lumineux se courbent et la position de l'étoile change.

La luminosité d’une étoile change parce que les rayons qui s’écartent incorrectement sont concentrés de manière inégale sur la surface de la planète. Dans le même temps, l’ensemble du paysage se déplace et change constamment en raison de phénomènes atmosphériques, par exemple dus au vent. L'observateur des étoiles se retrouve soit dans une zone plus éclairée, soit, à l'inverse, dans une zone plus ombragée.

Si vous souhaitez observer le scintillement des étoiles, sachez qu'au zénith, dans une atmosphère calme, ce phénomène ne peut être détecté qu'occasionnellement. Si vous tournez votre regard vers des objets célestes plus proches de l’horizon, vous constaterez qu’ils scintillent beaucoup plus. Cela s'explique par le fait que vous regardez les étoiles à travers une couche d'air plus dense et, par conséquent, percez votre regard plus grand nombre l'air circule. Vous ne remarquerez pas de changement de couleur des étoiles situées à plus de 50° d’altitude. Mais vous constaterez de fréquents changements de couleur dans les étoiles en dessous de 35°. Sirius scintille très joliment, chatoyant de toutes les couleurs du spectre, en particulier dans mois d'hiver, bas au-dessus de l'horizon.

Le fort scintillement des étoiles prouve l’hétérogénéité de l’atmosphère, associée à divers phénomènes météorologiques. C’est pourquoi beaucoup de gens pensent que le scintillement est lié à la météo. Il gagne souvent en résistance à basse pression atmosphérique, à basse température, à une humidité accrue, etc. Mais l’état de l’atmosphère dépend d’un si grand nombre de facteurs différents que ce moment Il n’est pas possible de prédire la météo grâce au scintillement des étoiles.

Ce phénomène garde ses mystères et ses ambiguïtés. On suppose qu'elle s'intensifie au crépuscule. Cela pourrait être une illusion d’optique ou une conséquence de changements atmosphériques inhabituels qui se produisent souvent à cette heure de la journée. On pense que le scintillement des étoiles est causé par les aurores boréales. Mais cela est très difficile à expliquer, étant donné que aurores boréales est situé à une altitude de plus de 100 km. De plus, la raison pour laquelle les étoiles blanches scintillent moins que les rouges reste un mystère.

Les étoiles sont des soleils. La première personne à découvrir cette vérité fut un scientifique d'origine italienne. Sans aucune exagération, son nom est connu de tous monde moderne. Il s'agit du légendaire Giordano Bruno. Il a fait valoir que parmi les étoiles, il y en a des similaires au Soleil en termes de taille, de température de leur surface et même de couleur, qui dépend directement de la température. De plus, il existe des étoiles très différentes du Soleil - géantes et supergéantes.

Tableau des classements

La diversité des innombrables étoiles du ciel obligeait les astronomes à établir un certain ordre entre elles. Pour ce faire, les scientifiques ont décidé de diviser les étoiles en classes appropriées selon leur luminosité. Par exemple, les étoiles qui émettent de la lumière plusieurs milliers de fois plus que le Soleil sont appelées géantes. En revanche, les étoiles avec une luminosité minimale sont des naines. Les scientifiques ont découvert que le Soleil, selon cette caractéristique, est étoile moyenne.

Est-ce qu'ils éclairent différemment ?

Pendant un certain temps, les astronomes pensaient que les étoiles brillaient différemment en raison de leur emplacement différent de la Terre. Mais ce n’est pas le cas. Les astronomes ont découvert que même les étoiles situées à la même distance de la Terre peuvent avoir une luminosité apparente complètement différente. Cette luminosité dépend non seulement de la distance, mais aussi de la température des étoiles elles-mêmes. Pour comparer les étoiles en fonction de leur luminosité apparente, les scientifiques utilisent une unité de mesure spécifique : la magnitude absolue. Cela permet de calculer le rayonnement réel d’une étoile. Grâce à cette méthode, les scientifiques ont calculé qu’il n’y a que 20 des étoiles les plus brillantes dans le ciel.

Pourquoi les étoiles sont-elles de couleurs différentes ?

Il a été écrit plus haut que les astronomes distinguent les étoiles par leur taille et leur luminosité. Cependant, ce n'est pas là toute leur classification. Outre leur taille et leur luminosité apparente, toutes les étoiles sont également classées selon leur propre couleur. Le fait est que la lumière qui définit telle ou telle étoile a un rayonnement ondulatoire. Ceux-ci sont assez courts. Malgré la longueur d'onde minimale de la lumière, même la plus petite différence dans la taille des ondes lumineuses modifie radicalement la couleur de l'étoile, qui dépend directement de la température de sa surface. Par exemple, si vous chauffez une poêle en fer, elle acquerra la couleur correspondante.

Le spectre de couleurs d'une étoile est une sorte de passeport qui détermine son aspect le plus caractéristiques. Par exemple, le Soleil et Capella (une étoile semblable au Soleil) ont été identifiés par les astronomes comme une seule et même chose. Tous deux ont une couleur jaune pâle et une température de surface de 6000°C. De plus, leur spectre comprend substances identiques: lignes, sodium et fer.

Les étoiles comme Bételgeuse ou Antarès ont généralement une couleur rouge caractéristique. Leur température de surface est de 3000°C et ils contiennent de l'oxyde de titane. couleur blanche avoir des étoiles comme Sirius et Vega. Leur température de surface est de 10 000°C. Leurs spectres comportent des raies d'hydrogène. Il existe également une étoile avec une température de surface de 30 000°C : il s'agit d'Orionis, d'un blanc bleuâtre.

En traversant l'atmosphère terrestre, les rayons lumineux changent de direction droite. En raison de l'augmentation de la densité atmosphérique, la réfraction des rayons lumineux augmente à mesure qu'ils s'approchent de la surface de la Terre. En conséquence, l’observateur voit corps célestes comme s'il était élevé au-dessus de l'horizon par un angle appelé réfraction astronomique.

La réfraction est l'une des principales sources d'erreurs d'observation systématiques et aléatoires. En 1906 Newcomb a écrit qu'il n'y a aucune branche de l'astronomie pratique qui ait été autant écrite que la réfraction, et qui serait dans un état aussi insatisfaisant. Jusqu'au milieu du XXe siècle, les astronomes réduisaient leurs observations à l'aide de tables de réfraction élaborées au XIXe siècle. Le principal inconvénient de toutes les anciennes théories était une compréhension inexacte de la structure de l’atmosphère terrestre.

Prenons la surface de la Terre AB comme une sphère de rayon OA=R, et imaginons l'atmosphère terrestre sous forme de couches concentriques à elle. aw, un 1 en 1 et un 2 en 2...avec des densités augmentant à mesure que les couches se rapprochent de la surface terrestre (Fig. 2.7). Alors un rayon SA provenant d'un corps très éloigné, réfracté dans l'atmosphère, arrivera au point A dans la direction S¢A, s'écartant de sa position initiale SA ou de la direction S²A qui lui est parallèle d'un certain angle S¢AS²= r, appelée réfraction astronomique. Tous les éléments du rayon courbe SA et sa direction apparente finale AS¢ se situeront dans le même plan vertical ZAOS. Par conséquent, la réfraction astronomique ne fait qu'augmenter la véritable direction du luminaire dans le plan vertical qui le traverse.

L'élévation angulaire d'une étoile au-dessus de l'horizon en astronomie est appelée la hauteur de l'étoile. Angle S¢AH = h¢ sera la hauteur apparente de l'étoile, et l'angle S²AH = h = h¢ - r est sa vraie hauteur. Coin z est la véritable distance zénithale du luminaire, et z¢ est sa valeur visible.

L’ampleur de la réfraction dépend de nombreux facteurs et peut changer partout sur Terre, même au cours d’une journée. Pour des conditions moyennes, une formule de réfraction approximative a été obtenue :

Dh=-0,9666ctg h¢. (2.1)

Le coefficient 0,9666 correspond à la densité de l'atmosphère à une température de +10°C et une pression de 760 mm Hg. Si les caractéristiques de l'atmosphère sont différentes, alors la correction de réfraction, calculée selon la formule (2.1), doit être corrigée par des corrections de température et de pression.

Figure 2.7. Réfraction astronomique

Pour prendre en compte la réfraction astronomique dans les méthodes zénithales de déterminations astronomiques, la température et la pression atmosphérique sont mesurées lors de l'observation des distances zénithales des luminaires. Dans des méthodes précises de déterminations astronomiques, les distances zénithales des luminaires sont mesurées dans la plage de 10° à 60°. La limite supérieure est due à des erreurs instrumentales, la limite inférieure est due à des erreurs dans les tables de réfraction.

La distance zénithale du luminaire, corrigée par la correction de réfraction, est calculée par la formule :

Réfraction moyenne (normale à une température de +10°C et une pression de 760 mm Hg.), calculée par z¢;

Un coefficient qui prend en compte la température de l'air, calculé à partir de la valeur de la température ;

B– coefficient tenant compte de la pression atmosphérique.

De nombreux scientifiques ont étudié la théorie de la réfraction. Initialement, l'hypothèse initiale était que la densité des différentes couches de l'atmosphère diminuait avec l'augmentation de la hauteur de ces couches. progression arithmétique(Booge). Mais cette hypothèse fut vite reconnue comme insatisfaisante à tous égards, car elle conduisait à trop petite taille réfraction et à une diminution trop rapide de la température avec l'altitude au-dessus de la surface de la Terre.

Newton a émis l'hypothèse que la densité de l'atmosphère diminue avec l'altitude selon la loi progression géométrique. Et cette hypothèse s’est avérée insatisfaisante. Selon cette hypothèse, il s'est avéré que la température dans toutes les couches de l'atmosphère devrait rester constante et égale à la température à la surface de la Terre.

La plus ingénieuse était l'hypothèse de Laplace, intermédiaire entre les deux précédentes. Les tables de réfraction publiées chaque année dans le calendrier astronomique français étaient basées sur cette hypothèse de Laplace.

L'atmosphère terrestre avec son instabilité (turbulences, variations de réfraction) impose une limite à la précision des observations astronomiques depuis la Terre.

Lors du choix d'un site pour l'installation de grands instruments astronomiques, l'astroclimat de la zone est d'abord étudié de manière approfondie, ce qui est compris comme un ensemble de facteurs qui déforment la forme du front d'onde du rayonnement des objets célestes traversant l'atmosphère. Si le front d'onde atteint l'appareil sans distorsion, l'appareil dans ce cas peut fonctionner avec une efficacité maximale (avec une résolution proche de la résolution théorique).

Il s’est avéré que la qualité de l’image télescopique est réduite principalement en raison des interférences introduites par la couche terrestre de l’atmosphère. La terre, en raison de son propre rayonnement thermique la nuit, se refroidit considérablement et refroidit la couche d'air adjacente. Un changement de température de l'air de 1°C modifie son indice de réfraction de 10 -6. Sur les sommets isolés des montagnes, l'épaisseur de la couche d'air au sol avec une différence de température importante (gradient) peut atteindre plusieurs dizaines de mètres. Dans les vallées et les plaines la nuit, cette couche est beaucoup plus épaisse et peut atteindre des centaines de mètres. Ceci explique le choix des sites d'observatoires astronomiques sur les contreforts des crêtes et sur les sommets isolés, d'où un air froid plus dense peut s'écouler dans les vallées. La hauteur de la tour du télescope est choisie de telle sorte que l'instrument soit situé au-dessus de la principale région d'inhomogénéité de température.

Un facteur important en astroclimat est le vent dans la couche superficielle de l’atmosphère. En mélangeant des couches d'air froid et chaud, il provoque l'apparition d'inhomogénéités de densité dans la colonne d'air au-dessus de l'appareil. Les inhomogénéités dont les dimensions sont inférieures au diamètre du télescope entraînent une défocalisation de l'image. Des fluctuations de densité plus importantes (plusieurs mètres ou plus) ne provoquent pas de distorsions prononcées du front d'onde et conduisent principalement à un déplacement plutôt qu'à une défocalisation de l'image.

DANS couches supérieures atmosphère (à la tropopause), des fluctuations de la densité et de l'indice de réfraction de l'air sont également observées. Mais les perturbations de la tropopause n'affectent pas sensiblement la qualité des images produites par les instruments optiques, car les gradients de température y sont beaucoup plus faibles que dans la couche superficielle. Ces couches ne provoquent pas de tremblements, mais le scintillement des étoiles.

Dans les études astroclimatiques, un lien est établi entre le nombre de jours clairs enregistré par le service météorologique et le nombre de nuits propices aux observations astronomiques. Les zones les plus avantageuses, selon l'analyse astroclimatique du territoire ex-URSS, sont certaines régions montagneuses des États d'Asie centrale.

Réfraction terrestre

Les rayons des objets au sol, s'ils parcourent un trajet suffisamment long dans l'atmosphère, subissent également une réfraction. La trajectoire des rayons est courbée sous l’influence de la réfraction, et nous les voyons aux mauvais endroits ou dans la mauvaise direction là où ils se trouvent réellement. Dans certaines conditions, à la suite de la réfraction terrestre, des mirages apparaissent - de fausses images d'objets lointains.

L'angle de réfraction terrestre a est l'angle entre la direction de la position apparente et réelle de l'objet observé (Fig. 2.8). La valeur de l'angle a dépend de la distance à l'objet observé et du gradient vertical de température dans la couche superficielle de l'atmosphère, dans laquelle se produit la propagation des rayons des objets au sol.

Figure 2.8. Manifestation de la réfraction terrestre lors de l'observation :

a) – de bas en haut, b) – de haut en bas, a – angle de réfraction terrestre

La plage de visibilité géodésique (géométrique) est associée à la réfraction terrestre (Fig. 2.9). Supposons que l'observateur se trouve au point A à une certaine hauteur hH au-dessus de la surface terrestre et observe l'horizon en direction du point B. Le plan NAN est un plan horizontal passant par le point A perpendiculaire au rayon du globe, appelé le plan de l’horizon mathématique. Si les rayons lumineux se propageaient de manière rectiligne dans l'atmosphère, alors le point le plus éloigné sur Terre qu'un observateur du point A pourrait voir serait le point B. La distance jusqu'à ce point (tangente AB au globe) est la plage de visibilité géodésique (ou géométrique). D0. Une ligne circulaire sur la surface explosive de la Terre est l'horizon géodésique (ou géométrique) de l'observateur. La valeur de D 0 est déterminée uniquement par des paramètres géométriques : le rayon de la Terre R et la hauteur h H de l'observateur et est égale à D o ≈ √ 2Rh H = 3,57√ h H, qui découle de la Fig. 2.9.

Figure 2.9. Réfraction terrestre : horizons mathématiques (NN) et géodésiques (BB), plage de visibilité géodésique (AB=D 0)

Si un observateur observe un objet situé à une hauteur h au-dessus de la surface de la Terre, alors la portée géodésique sera la distance AC = 3,57 (√ h H + √ h pr). Ces affirmations seraient vraies si la lumière voyageait en ligne droite à travers l’atmosphère. Mais ce n'est pas vrai. Avec une répartition normale de la température et de la densité de l'air dans la couche terrestre, la ligne courbe représentant la trajectoire du faisceau lumineux fait face à la Terre avec son côté concave. Par conséquent, le point le plus éloigné qu’un observateur de A verra ne sera pas B, mais B¢. La plage de visibilité géodésique AB¢, prenant en compte la réfraction, sera en moyenne supérieure de 6 à 7 % et au lieu du coefficient de 3,57 dans les formules, il y aura un coefficient de 3,82. La plage géodésique est calculée à l'aide des formules

, h - en m, D - en km, R - 6378 km

Où h n et h pr – en mètres, D - en kilomètres.

Pour une personne de taille moyenne, la distance à l’horizon sur Terre est d’environ 5 km. Pour les cosmonautes V.A. Shatalov et A.S. Eliseev, qui ont volé sur vaisseau spatial"Soyouz-8", la portée de l'horizon au périgée (altitude 205 km) était de 1 730 km et à l'apogée (altitude 223 km) de 1 800 km.

Pour les ondes radio, la réfraction est presque indépendante de la longueur d’onde, mais outre la température et la pression, elle dépend également de la teneur en vapeur d’eau de l’air. Dans les mêmes conditions de changements de température et de pression, les ondes radio sont plus fortement réfractées que les ondes lumineuses, notamment en cas d'humidité élevée.

Par conséquent, dans les formules permettant de déterminer la portée de l'horizon ou de détecter un objet par un faisceau radar devant la racine, il y aura un coefficient de 4,08. Par conséquent, l’horizon du système radar est environ 11 % plus éloigné.

Les ondes radio sont bien réfléchies depuis la surface de la Terre et depuis la limite inférieure de l'inversion ou couche de faible humidité. Dans un guide d’ondes aussi unique formé par la surface terrestre et la base de l’inversion, les ondes radio peuvent se propager sur des étendues très étendues. longues distances. Ces caractéristiques de la propagation des ondes radio sont utilisées avec succès dans les radars.

La température de l'air dans la couche de sol, surtout dans sa partie inférieure, ne diminue pas toujours avec l'altitude. Elle peut diminuer à des rythmes différents, elle peut ne pas changer avec la hauteur (isothermie) et elle peut augmenter avec la hauteur (inversion). Selon l'ampleur et le signe du gradient de température, la réfraction peut avoir différents effets sur la portée de l'horizon visible.

Le gradient vertical de température dans une atmosphère homogène dans laquelle la densité de l'air ne change pas avec l'altitude, g 0 = 3,42 °C/100 m. Considérons quelle sera la trajectoire des rayons UN Bà différents gradients de température à la surface de la Terre.

Soit , c'est-à-dire la température de l'air diminue avec l'altitude. Dans ces conditions, l’indice de réfraction diminue également avec la hauteur. Dans ce cas, la trajectoire du faisceau lumineux fera face à la surface de la Terre avec son côté concave (sur la Fig. 2.9, la trajectoire UN B¢). Cette réfraction est dite positive. Point le plus éloigné DANS¢ l'observateur verra dans la direction de la dernière tangente au trajet du rayon. Cette tangente, c'est-à-dire l'horizon visible par réfraction est égal à l'horizon mathématique NAS angle D, inférieur à l'angle d. Coin d est l'angle entre l'horizon mathématique et géométrique sans réfraction. Ainsi, l'horizon visible s'est élevé d'un angle ( d- D) et élargi parce que D > D0.

Maintenant imaginons que g diminue progressivement, c'est-à-dire La température diminue de plus en plus lentement avec l'altitude. Il viendra un moment où le gradient de température deviendra nul (isothermie), puis le gradient de température deviendra négatif. La température ne diminue plus, mais augmente avec l'altitude, c'est-à-dire une inversion de température est observée. À mesure que le gradient de température diminue et passe par zéro, l'horizon visible s'élèvera de plus en plus haut et un moment viendra où D deviendra égal à zéro. L'horizon géodésique visible s'élèvera jusqu'à l'horizon mathématique. La surface de la terre semblait se redresser et devenir plate. La plage de visibilité géodésique est infiniment grande. Le rayon de courbure du faisceau est devenu égal au rayon du globe.

Avec une inversion de température encore plus forte, D devient négatif. L’horizon visible s’est élevé au-dessus de l’horizon mathématique. Il semblera à l'observateur au point A qu'il se trouve au fond d'un immense bassin. En raison de l'horizon, les objets situés bien au-delà de l'horizon géodésique s'élèvent et deviennent visibles (comme s'ils flottaient dans les airs) (Fig. 2.10).

De tels phénomènes peuvent être observés dans les pays polaires. Ainsi, depuis la côte canadienne de l'Amérique, en passant par le détroit de Smith, vous pouvez parfois voir la côte du Groenland avec tous les bâtiments qui s'y trouvent. La distance jusqu'à la côte du Groenland est d'environ 70 km, tandis que la portée de visibilité géodésique ne dépasse pas 20 km. Un autre exemple. De Hastings, du côté anglais du détroit du Pas-de-Calais, je pouvais voir la côte française, située de l'autre côté du détroit, à une distance d'environ 75 km.

Figure 2.10. Le phénomène de réfraction inhabituelle dans les pays polaires

Supposons maintenant que g=g 0, donc la densité de l'air ne change pas avec l'altitude (atmosphère homogène), il n'y a pas de réfraction et D=D 0 .

À g > g 0, l'indice de réfraction et la densité de l'air augmentent avec l'altitude. Dans ce cas, la trajectoire des rayons lumineux fait face à la surface terrestre avec son côté convexe. Cette réfraction est dite négative. Le dernier point sur Terre qu'un observateur en A verra sera B². L'horizon visible AB² s'est rétréci et a chuté selon un angle (D - d).

D'après ce qui a été discuté, nous pouvons formuler la règle suivante : si au cours de la propagation d'un faisceau lumineux dans l'atmosphère la densité de l'air (et, par conséquent, l'indice de réfraction) change, alors le faisceau lumineux se courbera de sorte que sa trajectoire soit toujours convexe dans le sens d'une diminution de la densité (et de l'indice de réfraction) de l'air.

Réfraction et mirages

Le mot mirage est d’origine française et a deux significations : « reflet » et « vision trompeuse ». Les deux sens de ce mot reflètent bien l’essence du phénomène. Un mirage est une image d’un objet qui existe réellement sur Terre, souvent agrandie et fortement déformée. Il existe plusieurs types de mirages selon la position de l'image par rapport à l'objet : supérieur, inférieur, latéral et complexe. Les plus couramment observés sont les mirages supérieurs et inférieurs, qui se produisent lorsqu'il existe une distribution inhabituelle de densité (et donc d'indice de réfraction) en hauteur, lorsqu'à une certaine hauteur ou près de la surface de la Terre, il y a une couche relativement mince de air très chaud (avec un faible indice de réfraction), dans lequel les rayons provenant d'objets au sol subissent une réflexion interne totale. Cela se produit lorsque les rayons tombent sur cette couche selon un angle supérieur à l'angle complet. réflexion interne. Cette couche d'air plus chaude joue le rôle d'un miroir d'air, réfléchissant les rayons qui y tombent.

Les mirages supérieurs (Fig. 2.11) se produisent en présence de fortes inversions de température, lorsque la densité de l'air et l'indice de réfraction diminuent rapidement avec l'altitude. Dans les mirages supérieurs, l'image est située au-dessus de l'objet.

Figure 2.11. Mirage Supérieur

Les trajectoires des rayons lumineux sont représentées sur la figure (2.11). Supposons que la surface de la Terre soit plate et que des couches d'égale densité lui soient parallèles. Puisque la densité diminue avec la hauteur, alors . La couche chaude, qui fait office de miroir, se trouve en hauteur. Dans cette couche, lorsque l'angle d'incidence des rayons devient égal à l'indice de réfraction (), les rayons retournent vers la surface de la Terre. L'observateur peut voir simultanément l'objet lui-même (s'il n'est pas au-delà de l'horizon) et une ou plusieurs images au-dessus de lui - verticales et inversées.

Figure 2.12. Mirage supérieur complexe

En figue. La figure 2.12 montre un diagramme de l'apparition d'un mirage supérieur complexe. L'objet lui-même est visible un B, au dessus de lui il y a une image directe de lui a¢b¢, inversé en²b² et encore une fois direct a²¢b²¢. Un tel mirage peut se produire si la densité de l’air diminue avec l’altitude, d’abord lentement, puis rapidement, et enfin lentement. L'image est inversée si les rayons provenant de points extrêmes les objets se croiseront. Si un objet est éloigné (au-delà de l'horizon), alors l'objet lui-même peut ne pas être visible, mais ses images, élevées dans les airs, sont visibles à de grandes distances.

La ville de Lomonossov est située sur les rives du golfe de Finlande, à 40 km de Saint-Pétersbourg. Habituellement, depuis Lomonossov, Saint-Pétersbourg n'est pas visible du tout ou est très mal visible. Parfois, Saint-Pétersbourg est visible « d’un seul coup d’œil ». Ceci est un exemple de mirages supérieurs.

Apparemment, le nombre de mirages supérieurs devrait inclure au moins une partie des terres dites fantomatiques, qui ont été recherchées pendant des décennies dans l'Arctique et n'ont jamais été trouvées. Ils ont recherché la Terre de Sannikov pendant une période particulièrement longue.

Yakov Sannikov était un chasseur et impliqué dans le commerce des fourrures. En 1811 Il partit avec des chiens à travers la glace jusqu'au groupe des îles de Nouvelle-Sibérie et, depuis la pointe nord de l'île de Kotelny, aperçut une île inconnue dans l'océan. Il n'a pas pu l'atteindre, mais a signalé la découverte d'une nouvelle île au gouvernement. En août 1886 E.V. Tol, lors de son expédition dans les îles de Nouvelle-Sibérie, a également vu l'île de Sannikov et a écrit dans son journal : « L'horizon est complètement dégagé. Dans la direction nord-est, 14-18 degrés, les contours de quatre mesas étaient clairement visibles, reliés aux terres basses à l'est. Ainsi, le message de Sannikov a été pleinement confirmé. Nous avons donc le droit de tracer une ligne pointillée à l’endroit approprié sur la carte et d’écrire dessus : « Terre de Sannikov ».

Tol a consacré 16 ans de sa vie à la recherche de la Terre de Sannikov. Il a organisé et dirigé trois expéditions dans la région des îles de Nouvelle-Sibérie. Lors de la dernière expédition sur la goélette "Zarya" (1900-1902), l'expédition de Tolya mourut sans trouver la Terre de Sannikov. Plus de Terre Personne n'a vu Sannikov. Peut-être s'agissait-il d'un mirage qui apparaît au même endroit à certaines périodes de l'année. Sannikov et Tol ont tous deux vu un mirage de la même île située dans cette direction, mais beaucoup plus loin dans l'océan. C'était peut-être l'une des îles De Long. C'était peut-être un énorme iceberg – une île de glace entière. De telles montagnes de glace, d'une superficie allant jusqu'à 100 km2, parcourent l'océan pendant plusieurs décennies.

Le mirage n’a pas toujours trompé les gens. L'explorateur polaire anglais Robert Scott en 1902. en Antarctique, j'ai vu des montagnes comme suspendues dans les airs. Scott a suggéré qu'il y avait une chaîne de montagnes plus loin au-delà de l'horizon. En effet, la chaîne de montagnes a été découverte plus tard par l'explorateur polaire norvégien Raoul Amundsen, exactement là où Scott s'attendait à ce qu'elle se trouve.

Figure 2.13. Mirage inférieur

Les mirages inférieurs (Fig. 2.13) se produisent avec une diminution très rapide de la température avec l'altitude, c'est-à-dire à de très grands gradients de température. Le rôle de miroir d'air est joué par la fine couche d'air la plus chaude de la surface. Un mirage est appelé mirage inférieur car l’image d’un objet est placée sous l’objet. Dans les mirages inférieurs, il semble qu'il y ait une surface d'eau sous l'objet et que tous les objets s'y reflètent.

Dans une eau calme, tous les objets se trouvant sur le rivage se reflètent clairement. La réflexion dans une fine couche d'air chauffée par la surface de la Terre est tout à fait similaire à la réflexion dans l'eau, seul l'air lui-même joue le rôle de miroir. La condition atmosphérique dans laquelle se produisent les mirages inférieurs est extrêmement instable. En effet, en dessous, près du sol, se trouve de l'air très chauffé, donc plus léger, et au-dessus, de l'air plus froid et plus lourd. Des jets d’air chaud s’élevant du sol pénètrent des couches d’air froid. De ce fait, le mirage change sous nos yeux, la surface de « l’eau » semble agitée. Un petit coup de vent ou un choc suffit et un effondrement se produira, c'est-à-dire retourner les couches d'air. L'air lourd se précipitera vers le bas, détruisant le miroir d'air et le mirage disparaîtra. Les conditions favorables à l'apparition de mirages inférieurs sont une surface sous-jacente homogène et plate de la Terre, présente dans les steppes et les déserts, ainsi qu'un temps ensoleillé et sans vent.

Si un mirage est l'image d'un objet réellement existant, alors la question se pose : quel type de surface d'eau les voyageurs dans le désert voient-ils ? Après tout, il n’y a pas d’eau dans le désert. Le fait est que la surface apparente de l’eau ou du lac visible dans un mirage n’est en fait pas une image de la surface de l’eau, mais du ciel. Des parties du ciel se reflètent dans le miroir aérien et créent l'illusion complète d'une surface d'eau brillante. Un tel mirage peut être vu non seulement dans le désert ou la steppe. Ils surviennent même à Saint-Pétersbourg et dans ses environs jours ensoleillés sur des routes asphaltées ou sur une plage de sable plate.

Figure 2.14. Mirage latéral

Les mirages latéraux se produisent dans les cas où des couches d'air de même densité sont situées dans l'atmosphère non pas horizontalement, comme d'habitude, mais obliquement et même verticalement (Fig. 2.14). De telles conditions se créent en été, le matin peu après le lever du soleil, sur les rives rocheuses de la mer ou d'un lac, lorsque la rive est déjà éclairée par le soleil et que la surface de l'eau et l'air au-dessus sont encore froids. Des mirages latéraux ont été observés à plusieurs reprises sur le lac Léman. Un mirage latéral peut apparaître près d'un mur de pierre d'une maison chauffée par le Soleil, et même sur le côté d'un poêle chauffé.

Des types complexes de mirages, ou Fata Morgana, se produisent lorsqu'il existe simultanément des conditions pour l'apparition d'un mirage supérieur et inférieur, par exemple lors d'une inversion de température significative à une certaine altitude au-dessus d'une mer relativement chaude. La densité de l'air augmente d'abord avec l'altitude (la température de l'air diminue), puis diminue également rapidement (la température de l'air augmente). Avec une telle répartition de la densité de l'air, l'état de l'atmosphère est très instable et sujet à des changements brusques. L’apparence du mirage change donc sous nos yeux. Les rochers et les maisons les plus ordinaires, en raison de distorsions et de grossissements répétés, se transforment sous nos yeux en merveilleux châteaux de la fée Morgane. Fata Morgana est observée au large des côtes italiennes et siciliennes. Mais cela peut aussi se produire à des latitudes élevées. C'est ainsi que le célèbre explorateur sibérien F.P. Wrangel a décrit la Fata Morgana qu'il a vue à Nijnekolymsk : « L'action de la réfraction horizontale a produit une sorte de Fata Morgana. Les montagnes situées au sud nous semblaient sous diverses formes déformées et suspendues dans les airs. Les montagnes lointaines semblaient avoir leurs sommets renversés. La rivière s’est rétrécie au point que la rive opposée semblait se trouver presque près de nos cabanes.

LE GOUVERNEMENT DE MOSCOU

DÉPARTEMENT DE L'ÉDUCATION DE MOSCOU

DÉPARTEMENT DU DISTRICT DE L'EST

INSTITUTION ÉDUCATIVE DU BUDGET DE L'ÉTAT

ÉCOLE SECONDAIRE N° 000

111141 rue Moscou. Bâtiment Perovskaya 44-a, bâtiment 1,2 Téléphone

Leçon n°5 (28/02/13)

"Travailler avec du texte"

Le matériel d'examen en physique comprend des tâches qui testent la capacité des étudiants à maîtriser des informations nouvelles pour eux, à travailler avec ces informations et à répondre à des questions dont les réponses découlent du texte proposé à l'étude. Après étude du texte, trois tâches sont proposées (N° 16,17 - niveau de base, n° 18 - niveau avancé).

Les expériences de Gilbert sur le magnétisme.

Gilbert a découpé une boule dans un aimant naturel de manière à ce qu'elle ait des pôles en deux points diamétralement opposés. Il a appelé cet aimant sphérique une terella (Fig. 1), c'est-à-dire une petite Terre. En rapprochant une aiguille magnétique en mouvement, on peut clairement montrer les différentes positions de l'aiguille magnétique qu'elle prend en différents points de la surface terrestre : à l'équateur, l'aiguille est située parallèlement au plan de l'horizon, au pôle - perpendiculaire au plan de l'horizon.

Considérons une expérience qui révèle le « magnétisme par influence ». Suspendons deux bandes de fer parallèles l'une à l'autre sur des fils et amenons lentement vers elles un grand aimant permanent. Dans ce cas, les extrémités inférieures des bandes divergent, puisqu'elles sont également magnétisées (Fig. 2a). À mesure que l'aimant s'approche, les extrémités inférieures des bandes convergent quelque peu, car le pôle de l'aimant lui-même commence à agir sur elles avec une plus grande force (Fig. 2b).

Tâche 16

Comment l'angle d'inclinaison de l'aiguille magnétique change-t-il lorsqu'elle se déplace à travers le globe le long du méridien, de l'équateur au pôle ?

1) augmente tout le temps

2) diminue tout le temps

3) augmente d'abord, puis diminue

4) diminue d'abord, puis augmente

Bonne réponse : 1

Tâche 17

A quels endroits se situent-ils ? pôles magnétiques terella (Fig. 1) ?

Bonne réponse : 2

Tâche 18

Dans une expérience révélant le « magnétisme par influence », les deux bandes de fer sont magnétisées. Sur les figures 2a et 2b, les pôles de la bande gauche sont indiqués pour les deux cas.

À l'extrémité inférieure de la bande droite

1) dans les deux cas le pôle sud apparaît

2) dans les deux cas le pôle nord apparaît

3) dans le premier cas, celui du nord apparaît, et dans le second, celui du sud apparaît

4) dans le premier cas, celui du sud apparaît, et dans le second, celui du nord apparaît

Bonne réponse : 2

Expériences de Ptolémée sur la réfraction de la lumière.

L'astronome grec Claudius Ptolémée (vers 130 après JC) est l'auteur d'un livre remarquable qui a servi de principal manuel d'astronomie pendant près de 15 siècles. Cependant, en plus du manuel d'astronomie, Ptolémée a également écrit le livre « Optique », dans lequel il expose la théorie de la vision, la théorie des miroirs plats et sphériques et l'étude du phénomène de réfraction de la lumière.

Ptolémée a découvert le phénomène de réfraction de la lumière en observant les étoiles. Il a remarqué qu’un rayon de lumière, passant d’un milieu à un autre, « se brise ». Par conséquent, un rayon d’étoile traversant l’atmosphère terrestre atteint la surface de la Terre non pas en ligne droite, mais le long d’une ligne courbe, c’est-à-dire qu’une réfraction se produit. La courbure du faisceau est due au fait que la densité de l'air change avec l'altitude.

Pour étudier la loi de la réfraction, Ptolémée a mené l'expérience suivante..gif" width="13" height="24 src="> (voir figure). Les règles pouvaient tourner autour du centre du cercle sur un axe commun O.

Ptolémée a immergé ce cercle dans l'eau jusqu'au diamètre AB et, en tournant la règle inférieure, s'est assuré que les règles reposaient sur la même ligne droite pour l'œil (si vous regardez le long de la règle supérieure). Après cela, il sortit le cercle de l'eau et compara les angles d'incidence α et réfraction β . Il mesurait les angles avec une précision de 0,5°. Les nombres obtenus par Ptolémée sont présentés dans le tableau.

Angle d'incidence α , grêle
Angle de réfraction β , grêle

Ptolémée n'a pas trouvé de « formule » pour la relation entre ces deux séries de nombres. Cependant, si nous déterminons les sinus de ces angles, il s'avère que le rapport des sinus est exprimé presque par le même nombre, même avec une mesure des angles aussi grossière à laquelle Ptolémée a eu recours.

Tâche 16

Dans le texte, la réfraction fait référence au phénomène

1) changements dans la direction de propagation du faisceau lumineux dus à la réflexion à la limite de l'atmosphère

2) changements dans la direction de propagation d’un faisceau lumineux dus à la réfraction dans l’atmosphère terrestre

3) absorption de la lumière lors de sa propagation dans l’atmosphère terrestre

4) courbure du faisceau lumineux autour des obstacles et, par conséquent, écart par rapport à la propagation rectiligne

Bonne réponse : 2

Tâche 17

Laquelle des conclusions suivantes contredit Les expériences de Ptolémée ?

1) angle de réfraction moins d'angle chute lorsque le faisceau passe de l’air à l’eau

2) avec l'augmentation de l'angle d'incidence, l'angle de réfraction augmente linéairement

3) le rapport du sinus de l'angle d'incidence au sinus de l'angle de réfraction ne change pas

4) le sinus de l'angle de réfraction dépend linéairement du sinus de l'angle d'incidence

Bonne réponse : 2

Tâche 18

En raison de la réfraction de la lumière dans une atmosphère calme, la position apparente des étoiles dans le ciel par rapport à l'horizon

1) au-dessus de la position réelle

2) en dessous de la position réelle

3) décalé d'un côté ou d'un autre verticalement par rapport à la position réelle

4) coïncide avec la position réelle

Bonne réponse : 1

Les expériences de Thomson et la découverte de l'électron

À la fin du XIXe siècle, de nombreuses expériences ont été réalisées pour étudier les décharges électriques dans les gaz raréfiés. La décharge était excitée entre la cathode et l'anode, scellées à l'intérieur d'un tube de verre d'où l'air était évacué. Ce qui sortait de la cathode était appelé rayons cathodiques.

Pour déterminer la nature des rayons cathodiques, le physicien anglais Joseph John Thomson (1856 - 1940) a réalisé l'expérience suivante. Son dispositif expérimental était un tube cathodique sous vide (voir figure). La cathode incandescente K était une source de rayons cathodiques qui accéléraient champ électrique, existant entre l'anode A et la cathode K. Il y avait un trou au centre de l'anode. Les rayons cathodiques passant par ce trou frappent le point G de la paroi du tube S opposé au trou de l'anode. Si le mur S est recouvert d'une substance fluorescente, alors les rayons frappant le point G apparaîtront comme une tache lumineuse. Sur le chemin de A à G, les rayons passaient entre les plaques d'un condensateur CD, auquel la tension d'une batterie pouvait être appliquée.

Si vous allumez cette batterie, les rayons sont déviés par le champ électrique du condensateur et une tache apparaît sur l'écran S à la position . Thomson a proposé que les rayons cathodiques se comportent comme des particules chargées négativement. En créant dans la zone située entre les plaques du condensateur un champ magnétique uniforme perpendiculaire au plan de l'image (il est représenté par des points), vous pouvez faire dévier le point dans la même direction ou dans la direction opposée.

Des expériences ont montré que la charge de la particule est égale en grandeur à la charge de l'ion hydrogène (C), et sa masse s'avère être près de 1840 fois inférieure à la masse de l'ion hydrogène.

Plus tard, il reçut le nom d’électron. Le jour du 30 avril 1897, où Joseph John Thomson rendit compte de ses recherches, est considéré comme « l’anniversaire » de l’électron.

Tâche 16

Que sont les rayons cathodiques ?

1) Rayons X

2) les rayons gamma

3) flux d'électrons

4) flux d'ions

Bonne réponse : 3

Tâche 17

UN. Les rayons cathodiques interagissent avec le champ électrique.

B. Les rayons cathodiques interagissent avec champ magnétique.

1) seulement A

2) seulement B

4) ni A ni B

Bonne réponse : 3

Tâche 18

Les rayons cathodiques (voir figure) atteindront le point G à condition qu'entre les armatures du condensateur CD

1) seul le champ électrique agit

2) seul le champ magnétique agit

3) l'action des forces des champs électriques et magnétiques est compensée

4) l'effet des forces du champ magnétique est négligeable

Bonne réponse : 3

Découverte expérimentale de la loi d'équivalence de la chaleur et du travail.

En 1807, le physicien J. Gay-Lussac, qui étudiait les propriétés des gaz, réalisa une expérience simple. On sait depuis longtemps que le gaz comprimé, en se dilatant, se refroidit. Gay-Lussac a forcé le gaz à se dilater dans le vide, dans un récipient d'où l'air avait été préalablement pompé. À sa grande surprise, aucune baisse de température ne s'est produite ; la température du gaz n'a pas changé. Le chercheur n'a pas pu expliquer le résultat : pourquoi le même gaz, également comprimé, se dilate-t-il, se refroidit-il s'il est libéré directement à l'extérieur dans l'atmosphère, et ne se refroidit-il pas s'il est libéré dans un récipient vide où la pression est nulle ?

Le médecin allemand Robert Mayer a pu expliquer cette expérience. Mayer a eu l’idée que le travail et la chaleur pouvaient se transformer l’un en l’autre. Cette idée merveilleuse a immédiatement permis à Mayer de mettre en évidence le résultat mystérieux de l'expérience Gay-Lussac : si la chaleur et le travail se convertissent mutuellement, alors lorsqu'un gaz se dilate dans le vide, lorsqu'il ne fait aucun travail, puisqu'il n'y a pas de force (pression) s’opposant à son augmentation de volume, le gaz ne doit pas être refroidi. Si, lorsqu’un gaz se dilate, il doit travailler contre une pression extérieure, sa température devrait diminuer. On ne trouve pas de travail pour rien ! Le résultat remarquable de Mayer a été confirmé à plusieurs reprises par des mesures directes ; Les expériences de Joule, qui mesurait la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un liquide en y faisant tourner un agitateur, étaient particulièrement importantes. Dans le même temps, le travail nécessaire à la rotation du mélangeur et la quantité de chaleur reçue par le liquide ont été mesurés. Peu importe la façon dont les conditions expérimentales changeaient, différents liquides, différents récipients et mélangeurs étaient utilisés, le résultat était le même : la même quantité de chaleur était toujours obtenue à partir du même travail.

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Courbe de fusion (p - pression, T - température)

Selon les idées modernes, la majeure partie de l’intérieur de la Terre reste solide. Cependant, la substance de l’asthénosphère (la coquille de la Terre entre 100 et 300 km de profondeur) est presque en fusion. C'est le nom d'un état solide qui se transforme facilement en liquide (fondu) avec une légère augmentation de température (processus 1) ou une diminution de pression (processus 2).

La source de la fonte primaire du magma est l’asthénosphère. Si la pression diminue dans une certaine zone (par exemple, lorsque des sections de la lithosphère se déplacent), alors solide l'asthénosphère se transforme immédiatement en un liquide fondu, c'est-à-dire en magma.

Mais quelles sont les raisons physiques qui déclenchent le mécanisme d’une éruption volcanique ?

Le magma, avec la vapeur d'eau, contient divers gaz ( gaz carbonique, chlorure et fluorure d'hydrogène, oxydes de soufre, méthane et autres). La concentration des gaz dissous correspond à la pression externe. En physique, la loi de Henry est connue : la concentration d'un gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à sa pression au-dessus du liquide. Imaginez maintenant que la pression en profondeur ait diminué. Les gaz dissous dans le magma deviennent gazeux. Le magma augmente de volume, mousse et commence à monter. À mesure que le magma monte, la pression chute encore plus, de sorte que le processus de libération de gaz s'intensifie, ce qui conduit à son tour à une accélération de la montée.

Tâche 16

En ce que état d'agrégation La matière de l'asthénosphère est-elle située dans les régions I et II sur le schéma (voir figure) ?

1) I – en liquide, II – en solide

2) I – en solide, II – en liquide

3) I – dans un liquide, II – dans un liquide

4) I – en solide, II – en solide

Bonne réponse : 2

Tâche 17

Quelle force fait monter le magma en fusion et mousseux ?

1) la gravité

2) force élastique

3) La force d'Archimède

4) force de frottement

Bonne réponse : 3

Tâche 18

Le mal des caissons est une maladie qui survient lorsqu'un plongeur remonte rapidement de grandes profondeurs. La maladie du caisson survient chez l'homme lorsqu'il y a un changement rapide de la pression externe. Lorsqu'ils travaillent dans des conditions de pression accrue, les tissus humains absorbent des quantités supplémentaires d'azote. Les plongeurs doivent donc remonter lentement pour que le sang ait le temps de transporter les bulles de gaz qui en résultent dans les poumons.

Quelles affirmations sont vraies ?

UN. La concentration d’azote dissous dans le sang augmente à mesure que le plongeur plonge profondément.

B. Si vous quittez trop rapidement un environnement avec haute pression Dans un environnement à basse pression, l’excès d’azote dissous dans les tissus est libéré, formant des bulles de gaz.

1) seulement A

2) seulement B

4) ni A ni B

Bonne réponse : 3

Geysers

Les geysers sont situés à proximité de volcans actifs ou récemment endormis. Les geysers ont besoin de la chaleur des volcans pour entrer en éruption.

Pour comprendre la physique des geysers, rappelons que le point d'ébullition de l'eau dépend de la pression (voir figure).

Dépendance du point d'ébullition de l'eau sur la pression https://pandia.ru/text/78/089/images/image013_71.gif" width="25" height="21"> Pa. Dans ce cas, l'eau dans le tube

1) se déplacera vers le bas sous l'influence de la pression atmosphérique

2) restera en équilibre, puisque sa température est inférieure au point d'ébullition

3) refroidira rapidement, puisque sa température est inférieure au point d'ébullition à une profondeur de 10 m

4) va bouillir, puisque sa température est supérieure au point d'ébullition à la pression externe Pa

Bonne réponse : 4

Brouillard

Dans certaines conditions, la vapeur d’eau présente dans l’air se condense partiellement, entraînant la formation de gouttelettes d’eau ou de brouillard. Les gouttelettes d'eau ont un diamètre de 0,5 microns à 100 microns.

Prenez un récipient, remplissez-le à moitié d'eau et fermez le couvercle. Les molécules d'eau les plus rapides, surmontant l'attraction des autres molécules, sautent hors de l'eau et forment de la vapeur au-dessus de la surface de l'eau. Ce processus est appelé évaporation de l'eau. D’un autre côté, les molécules de vapeur d’eau, entrant en collision entre elles et avec d’autres molécules d’air, peuvent finir aléatoirement à la surface de l’eau et se transformer à nouveau en liquide. C'est de la condensation de vapeur. En fin de compte, à une température donnée, les processus d'évaporation et de condensation se compensent mutuellement, c'est-à-dire qu'un état d'équilibre thermodynamique s'établit. La vapeur d'eau située dans ce cas au-dessus de la surface du liquide est dite saturée.

Si la température augmente, le taux d’évaporation augmente et l’équilibre s’établit avec une densité de vapeur d’eau plus élevée. Ainsi, la densité vapeur saturée augmente avec l'augmentation de la température (voir figure).

Dépendance de la densité de vapeur d'eau saturée sur la température

Pour que du brouillard se produise, la vapeur doit devenir non seulement saturée, mais sursaturée. La vapeur d'eau devient saturée (et sursaturée) avec un refroidissement suffisant (procédé AB) ou lors d'une évaporation supplémentaire de l'eau (procédé AC). En conséquence, le brouillard qui tombe est appelé brouillard de refroidissement et brouillard d’évaporation.

La deuxième condition nécessaire à la formation du brouillard est la présence de noyaux de condensation (centres). Le rôle des noyaux peut être joué par des ions, de minuscules gouttelettes d'eau, des particules de poussière, des particules de suie et d'autres petits contaminants. Plus il y a de pollution atmosphérique, plus le brouillard est dense.

Tâche 16

Le graphique de la figure montre qu'à une température de 20 °C, la densité de la vapeur d'eau saturée est de 17,3 g/m3. Cela signifie qu'à 20 °C

5) 1 m de masse vapeurs saturées l'eau est de 17,3 g

6) 17,3 m d'air contiennent 1 g de vapeur d'eau saturée

8) la densité de l'air est de 17,3 g/m

Bonne réponse : 1

Tâche 17

Dans quel processus montré sur le graphique peut-on observer le brouillard d’évaporation ?

1) AB uniquement

2) uniquement AC

4) ni AB ni AC

Bonne réponse : 2

Tâche 18

Quelles affirmations sont vraies ?

UN. Les brouillards urbains, comparés aux brouillards des zones montagneuses, se caractérisent par une densité plus élevée.

B. Des brouillards sont observés lorsque la température de l'air augmente fortement.

1) seulement A

2) seulement B

4) ni A ni B

Bonne réponse : 1

La couleur du ciel et du soleil couchant

Pourquoi le ciel est bleu? Pourquoi le soleil couchant devient-il rouge ? Il s'avère que dans les deux cas, la raison est la même : la diffusion de la lumière solaire dans l'atmosphère terrestre.

En 1869, le physicien anglais J. Tyndall interprète prochaine expérience: un faisceau de lumière étroit, faiblement divergent, traversait un aquarium rectangulaire rempli d'eau. Il a été noté que si vous regardez le faisceau lumineux dans l’aquarium de côté, il apparaît bleuâtre. Et si vous regardez le faisceau depuis l’extrémité de sortie, la lumière prend une teinte rougeâtre. Cela peut s’expliquer en supposant que la lumière bleue (bleue) est davantage diffusée que la lumière rouge. Par conséquent, lorsqu'un faisceau de lumière blanche traverse un milieu de diffusion, la lumière bleue en est principalement diffusée, de sorte que la lumière rouge commence à prédominer dans le faisceau émergeant du milieu. Plus un faisceau blanc se déplace loin dans un milieu diffusant, plus il apparaît rouge à la sortie.

En 1871, J. Strett (Rayleigh) développa une théorie de la diffusion des ondes lumineuses par de petites particules. La loi établie par Rayleigh stipule : l'intensité de la lumière diffusée est proportionnelle à la puissance quatrième de la fréquence de la lumière ou, en d'autres termes, inversement proportionnelle à la puissance quatrième de la longueur d'onde de la lumière.

Rayleigh a émis l'hypothèse selon laquelle les centres qui diffusent la lumière sont des molécules d'air. Plus tard, déjà dans la première moitié du 20e siècle, il a été établi que le rôle principal dans la diffusion de la lumière est joué par les fluctuations de la densité de l'air - condensations microscopiques et raréfaction de l'air résultant d'un chaos mouvement thermique molécules d'air.

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

Le disque sur lequel le son est enregistré est constitué d'un matériau spécial en cire molle. Une copie en cuivre (cliché) est retirée de ce disque de cire par une méthode galvanoplastique. Cela implique le dépôt de cuivre pur sur l'électrode lors du passage courant électrique grâce à une solution de ses sels. La copie en cuivre est ensuite imprimée sur des disques en plastique. C'est ainsi que sont réalisés les enregistrements de gramophone.

Lors de la lecture du son, un disque de gramophone est placé sous une aiguille reliée à la membrane du gramophone et le disque est mis en rotation. En se déplaçant le long du sillon ondulé du disque, l'extrémité de l'aiguille vibre et la membrane vibre avec elle, et ces vibrations reproduisent assez fidèlement le son enregistré.

Tâche 16

Quelles vibrations la membrane du cornet produit-elle sous l'influence d'une onde sonore ?

5) gratuit

6) décoloration

7) forcé

8) auto-oscillations

Bonne réponse : 3

Tâche 17

Quelle action actuelle est utilisée pour obtenir un cliché à partir d'un disque de cire ?

1) magnétique

2) thermique

3) lumière

4) chimique

Bonne réponse : 4

Tâche 18

Lors de l’enregistrement mécanique du son, un diapason est utilisé. En augmentant le temps de jeu du diapason de 2 fois

5) la longueur du groove sonore augmentera de 2 fois

6) la longueur du sillon sonore diminuera de 2 fois

7) la profondeur du groove sonore augmentera de 2 fois

8) la profondeur du sillon sonore diminuera de 2 fois

Bonne réponse : 1

Suspension magnétique

Vitesse moyenne des trains les chemins de fer ne dépasse pas
150km/h. Concevoir un train capable d’égaler la vitesse d’un avion n’est pas facile. À grande vitesse, les roues du train ne peuvent pas supporter la charge. Il n’y a qu’une seule issue : abandonner les roues et faire voler le train. Une façon de « suspendre » un train au-dessus des voies consiste à utiliser la répulsion magnétique.

En 1910, le Belge E. Bachelet construisit et testa le premier modèle de train volant au monde. Le wagon en forme de cigare de 50 kilogrammes du train volant a accéléré à une vitesse de plus de 500 km/h ! La route magnétique de Bachelet était une chaîne de poteaux métalliques avec des bobines attachées à leur sommet. Après avoir mis le courant, la remorque dotée d'aimants intégrés a été soulevée au-dessus des bobines et accélérée par le même champ magnétique sur lequel elle était suspendue.

Presque simultanément avec Bachelet en 1911, le professeur de l'Institut technologique de Tomsk B. Weinberg développa une suspension beaucoup plus économique pour un train volant. Weinberg a proposé de ne pas éloigner la route et les voitures les unes des autres, ce qui entraîne d'énormes coûts énergétiques, mais de les attirer avec des électro-aimants ordinaires. Les électro-aimants de la route étaient situés au-dessus du train afin de compenser la gravité du train par leur attraction. Le chariot en fer n'était initialement pas situé exactement sous l'électro-aimant, mais derrière lui. Dans ce cas, des électro-aimants ont été montés sur toute la longueur de la route. Lorsque le courant dans le premier électro-aimant a été activé, la remorque s'est élevée et a avancé vers l'aimant. Mais un instant avant que la remorque ne colle à l'électro-aimant, le courant a été coupé. Le train a continué à voler par inertie, réduisant ainsi son altitude. L'électro-aimant suivant s'est allumé, le train s'est remonté et a accéléré. En plaçant sa voiture dans un tuyau en cuivre d'où l'air était pompé, Weinberg a accéléré la voiture jusqu'à une vitesse de 800 km/h !

Tâche 16

Quelle interaction magnétique peut être utilisée pour la sustentation magnétique ?

UN. Attraction des pôles opposés.

B. Répulsion des pôles semblables.

1) seulement A

2) seulement B

3) ni A ni B

Bonne réponse : 4

Tâche 17

Quand un train maglev bouge

1) il n'y a pas de forces de friction entre le train et la route

2) les forces de résistance de l'air sont négligeables

3) des forces de répulsion électrostatiques sont utilisées

4) on utilise les forces attractives des pôles magnétiques du même nom

Bonne réponse : 1

Tâche 18

Dans le modèle de train magnétique de B. Weinberg, il était nécessaire d'utiliser une remorque avec une masse plus importante. Pour que la nouvelle remorque se déplace comme avant, il faut

5) remplacer le tuyau en cuivre par un en fer

6) ne coupez pas le courant dans les électro-aimants jusqu'à ce que la remorque « colle »

7) augmenter le courant dans les électro-aimants

8) installer des électro-aimants le long de la route à de grands intervalles

Bonne réponse : 3

Piézo-électricité

En 1880, les frères scientifiques français Pierre et Paul Curie étudièrent les propriétés des cristaux. Ils ont remarqué que si un cristal de quartz est comprimé des deux côtés, alors des charges électriques apparaissent sur ses faces perpendiculaires à la direction de compression : positives sur une face, négatives sur l'autre. Les cristaux de tourmaline, le sel de Rochelle et même le sucre ont la même propriété. Des charges sur les faces du cristal apparaissent également lorsqu'elles sont étirées. De plus, si lors de la compression une charge positive s'accumule sur la face, alors lors de l'étirement une charge négative s'accumulera sur cette face, et vice versa. Ce phénomène a été appelé piézoélectricité (du mot grec « piézo » – presse). Un cristal possédant cette propriété est appelé piézoélectrique. Plus tard, les frères Curie ont découvert que l'effet piézoélectrique est réversible : si des charges électriques opposées sont créées sur les faces d'un cristal, celui-ci rétrécira ou s'étirera, selon la face sur laquelle une charge positive et négative est appliquée.

L'action des briquets piézoélectriques très répandus repose sur le phénomène de piézoélectricité. La partie principale d'un tel briquet est un élément piézoélectrique - un cylindre piézoélectrique en céramique avec des électrodes métalliques sur les bases. À l'aide d'un dispositif mécanique, un choc de courte durée est appliqué à l'élément piézoélectrique. Dans ce cas, des charges électriques opposées apparaissent sur ses deux faces, situées perpendiculairement à la direction d'action de la force déformante. La tension entre ces côtés peut atteindre plusieurs milliers de volts. La tension est fournie via des fils isolés à deux électrodes situées dans la pointe du briquet à une distance de 3 à 4 mm l'une de l'autre. La décharge d'étincelle qui se produit entre les électrodes enflamme le mélange de gaz et d'air.

Malgré les très hautes tensions (~10 kV), les expériences avec un briquet piézo sont totalement sûres, car même en cas de court-circuit, l'intensité du courant s'avère négligeable et sans danger pour la santé humaine, comme dans le cas des décharges électrostatiques lors du retrait de vêtements en laine ou synthétiques. par temps sec.

Tâche 16

La piézoélectricité est un phénomène

1) occurrence charges électriquesà la surface des cristaux lors de leur déformation

2) l'apparition de déformations en traction et en compression dans les cristaux

3) faire passer le courant électrique à travers les cristaux

4) passage d'une décharge d'étincelle lors de la déformation du cristal

Bonne réponse : 1

Tâche 17

Utiliser un briquet piézo ne représente pas dangers parce que

7) la force actuelle est négligeable

8) un courant de 1 A est sans danger pour les humains

Bonne réponse : 3

Tâche 18

Au début du XXe siècle, le scientifique français Paul Langevin a inventé un émetteur d'ondes ultrasonores. En chargeant les faces d'un cristal de quartz avec de l'électricité provenant d'un générateur de courant alternatif haute fréquence, il a découvert que le cristal oscille à la fréquence du changement de tension. L'action de l'émetteur est basée sur

1) effet piézoélectrique direct

2) effet piézoélectrique inverse

3) le phénomène d'électrification sous l'influence d'un champ électrique externe

4) le phénomène d'électrification à l'impact

Bonne réponse : 2

Construction des pyramides égyptiennes

La Pyramide de Khéops est l'une des sept merveilles du monde. De nombreuses questions subsistent quant à la manière exacte dont la pyramide a été construite.

Transporter, soulever et installer des pierres pesant des dizaines et des centaines de tonnes n'était pas une tâche facile.

Afin de soulever les blocs de pierre, ils ont mis au point une méthode très astucieuse. Des rampes en terre ont été érigées autour du chantier. Au fur et à mesure que la pyramide grandissait, les rampes montaient de plus en plus haut, comme si elles encerclaient tout le futur bâtiment. Les pierres étaient traînées le long de la rampe sur des traîneaux de la même manière que sur le sol, en s'aidant de leviers. L'angle d'inclinaison de la rampe était très petit - 5 ou 6 degrés, de ce fait, la longueur de la rampe atteignait des centaines de mètres. Ainsi, lors de la construction de la Pyramide de Khafré, la rampe reliant le temple supérieur au temple inférieur, avec un dénivelé de plus de 45 m, avait une longueur de 494 m et une largeur de 4,5 m.

En 2007, l'architecte français Jean-Pierre Houdin a suggéré que lors de la construction de la pyramide de Khéops, les anciens ingénieurs égyptiens utilisaient un système de rampes et de tunnels externes et internes. Houdin estime que seul celui du bas a été construit à l'aide de rampes extérieures,
Partie de 43 mètres (la hauteur totale de la pyramide de Khéops est de 146 mètres). Pour soulever et installer les blocs restants, un système de rampes internes disposées en spirale a été utilisé. Pour ce faire, les Égyptiens ont démonté les rampes extérieures et les ont déplacées à l'intérieur. L'architecte est convaincu que les cavités découvertes en 1986 dans l'épaisseur de la pyramide de Khéops sont des tunnels dans lesquels se sont progressivement transformées des rampes.

Tâche 16

Quel genre mécanismes simples fait référence à la rampe ?

5) bloc mobile

6) bloc fixe

8) plan incliné

Bonne réponse : 4

Tâche 17

Les rampes comprennent

5) monte-charge dans les immeubles résidentiels

6) flèche de grue

7) porte pour faire monter l'eau du puits

8) une plate-forme inclinée pour l'entrée des véhicules

Bonne réponse : 4

Tâche 18

Si l'on néglige les frottements, alors la rampe qui reliait le temple supérieur au temple inférieur lors de la construction de la Pyramide de Khafré a permis d'obtenir un gain

5) environ 11 fois plus fort

6) Plus de 100 fois la force

7) en fonctionnement environ 11 fois

8) à une distance d'environ 11 fois

Bonne réponse : 1

Albédo de la Terre

La température à la surface de la Terre dépend de la réflectivité de la planète – l'albédo. L'albédo de surface est le rapport entre le flux d'énergie des rayons solaires réfléchis et le flux d'énergie des rayons solaires incidents à la surface, exprimé en pourcentage ou en fraction d'unité. L'albédo de la Terre dans la partie visible du spectre est d'environ 40 %. En l'absence de nuages, ce chiffre serait d'environ 15 %.

L'albédo dépend de nombreux facteurs : la présence et l'état de la nébulosité, les changements dans les glaciers, la période de l'année et, par conséquent, les précipitations. Dans les années 90 du 20e siècle, le rôle important des aérosols - les plus petites particules solides et liquides présentes dans l'atmosphère - est devenu évident. Lorsque le carburant est brûlé, des oxydes gazeux de soufre et d’azote sont libérés dans l’air ; se combinant dans l'atmosphère avec les gouttelettes d'eau, ils forment des acides sulfurique, nitrique et ammoniac, qui se transforment ensuite en aérosols sulfates et nitrates. Les aérosols ne réfléchissent pas seulement la lumière du soleil, l’empêchant d’atteindre la surface de la Terre. Les particules d'aérosol servent de noyaux de condensation pour l'humidité atmosphérique lors de la formation des nuages ​​et contribuent ainsi à une augmentation de la nébulosité. Et cela, à son tour, réduit le flux de chaleur solaire vers la surface de la Terre.

La transparence de la lumière solaire dans les couches inférieures de l'atmosphère terrestre dépend également des incendies. En raison des incendies, de la poussière et de la suie s'élèvent dans l'atmosphère, recouvrant la Terre d'un écran dense et augmentant l'albédo de la surface.

Tâche 16

L'albédo de surface fait référence à

1) le flux total de rayons solaires incidents à la surface de la Terre

2) le rapport du flux d'énergie du rayonnement réfléchi au flux de rayonnement absorbé

3) le rapport du flux d'énergie du rayonnement réfléchi au flux du rayonnement incident

4) la différence entre l'énergie du rayonnement incident et réfléchie

Bonne réponse : 3

Tâche 17

Quelles affirmations sont vraies ?

UN. Les aérosols réfléchissent la lumière du soleil et contribuent ainsi à réduire l'albédo de la Terre.

B. Les éruptions volcaniques augmentent l'albédo de la Terre.

1) seulement A

2) seulement B

4) ni A ni B

Bonne réponse : 2

Tâche 18

Le tableau montre quelques caractéristiques des planètes du système solaire - Vénus et Mars. On sait que l'albédo de Vénus est A = 0,76 et celui de Mars est A = 0,15. Laquelle des caractéristiques a principalement influencé la différence d’albédo des planètes ?

Caractéristiques	Vénus	Mars
UN. Distance moyenne du Soleil, en rayons de l'orbite terrestre
B. Rayon moyen de la planète, km
DANS. Nombre de satellites
G. Présence d'ambiance	très dense	clairsemé

Bonne réponse : 4

Effet de serre

Pour déterminer la température d’un objet chauffé par le Soleil, il est important de connaître sa distance au Soleil. Plus une planète du système solaire est proche du Soleil, plus sa température moyenne est élevée. Pour un objet aussi éloigné du Soleil que la Terre, une estimation numérique de la température moyenne de surface donne le résultat suivant : T Å ≈ –15°C.

En réalité, le climat de la Terre est beaucoup plus doux. Sa température moyenne à la surface est d'environ 18 °C en raison de ce qu'on appelle l'effet de serre, c'est-à-dire le réchauffement de la partie inférieure de l'atmosphère par le rayonnement de la surface de la Terre.

L'azote (78 %) et l'oxygène (21 %) prédominent dans les couches inférieures de l'atmosphère. Les composants restants ne représentent que 1%. Mais c'est précisément ce pourcentage qui détermine les propriétés optiques de l'atmosphère, puisque l'azote et l'oxygène n'interagissent quasiment pas avec le rayonnement.

L'effet « serre » est connu de tous ceux qui ont eu affaire à cette simple structure de jardin. Dans l'atmosphère, cela ressemble à ceci. Une partie du rayonnement solaire qui n'est pas réfléchie par les nuages ​​traverse l'atmosphère, qui agit comme un verre ou un film, et se réchauffe. la surface de la terre. La surface chauffée se refroidit, émettant Radiation thermique, mais il s'agit d'un rayonnement différent - l'infrarouge. La longueur d'onde moyenne de ce rayonnement est beaucoup plus longue que celle provenant du Soleil, et donc l'atmosphère, presque transparente à la lumière visible, transmet beaucoup moins bien le rayonnement infrarouge.

La vapeur d'eau absorbe environ 62 % du rayonnement infrarouge, ce qui contribue au réchauffement des couches inférieures de l'atmosphère. Derrière la vapeur d'eau sur la liste gaz à effet de serre suivi du dioxyde de carbone (CO2), qui absorbe 22 % du rayonnement infrarouge terrestre dans l'air transparent.

L'atmosphère absorbe le flux de rayonnement à ondes longues s'élevant de la surface de la planète, se réchauffe et, à son tour, réchauffe la surface de la Terre. Le maximum du spectre du rayonnement solaire se produit à une longueur d'onde d'environ 550 nm. Le maximum dans le spectre de rayonnement terrestre se produit à une longueur d'onde d'environ 10 microns. Le rôle de l’effet de serre est illustré dans la figure 1.

Figure 1(a). Courbe 1 - spectre calculé du rayonnement solaire (avec une température de photosphère de 6000°C) ; courbe 2 - spectre calculé du rayonnement terrestre (avec une température de surface de 25°C)
Fig.1 (b). Absorption (en pourcentage) du rayonnement à différentes longueurs d'onde par l'atmosphère terrestre. Dans la région spectrale de 10 à 20 µm, il existe des bandes d'absorption des molécules CO2, H2O, O3, CH4. Ils absorbent le rayonnement provenant de la surface de la Terre

Tâche 16

Quel gaz joue le plus grand rôle dans l’effet de serre de l’atmosphère terrestre ?

10) oxygène

11) dioxyde de carbone

12) vapeur d'eau

Bonne réponse : 4

Tâche 17

Lequel des énoncés suivants correspond à la courbe de la figure 1(b) ?

UN. Le rayonnement visible, correspondant au maximum du spectre solaire, traverse l'atmosphère presque sans entrave.

B. Le rayonnement infrarouge d'une longueur d'onde supérieure à 10 microns ne dépasse pratiquement pas l'atmosphère terrestre.

5) seulement A

6) seulement B

8) ni A ni B

Bonne réponse : 3

Tâche 18

Grâce à l'effet de serre

1) par temps froid et nuageux, les vêtements en laine protègent le corps humain de l'hypothermie

2) le thé dans un thermos reste chaud longtemps

3) les rayons du soleil traversant les vitres réchauffent l'air de la pièce

4) par une journée d'été ensoleillée, la température de l'eau dans les réservoirs est inférieure à la température du sable sur le rivage

Bonne réponse : 3

Audition humaine

Le ton le plus bas perçu par une personne ayant une audition normale a une fréquence d'environ 20 Hz. La limite supérieure de la perception auditive varie considérablement selon les personnes différentes. L'âge revêt ici une importance particulière. À dix-huit ans, avec une audition parfaite, vous pouvez entendre des sons jusqu'à 20 kHz, mais en moyenne, les limites d'audibilité pour tout âge se situent entre 18 et 16 kHz. Avec l’âge, la sensibilité de l’oreille humaine aux sons haute fréquence diminue progressivement. La figure montre un graphique du niveau de perception sonore en fonction de la fréquence pour des personnes d'âges différents.

Douleurs" href="/text/category/boleznennostmz/" rel="bookmark">réactions douloureuses. Le bruit des transports ou industriel a un effet déprimant sur une personne - il fatigue, irrite, interfère avec la concentration. Dès qu'un tel bruit s'arrête, une personne éprouve un sentiment de soulagement et de paix.

Un niveau sonore de 20 à 30 décibels (dB) est pratiquement inoffensif pour l’homme. Il s’agit d’un bruit de fond naturel sans lequel la vie humaine est impossible. Pour " sons bruyants« La limite maximale autorisée est d'environ 80 à 90 décibels. Un son de 120 à 130 décibels provoque déjà de la douleur chez une personne, et à 150 cela devient insupportable pour elle. L'effet du bruit sur le corps dépend de l'âge, de la sensibilité auditive et de la durée d'action.

De longues périodes d’exposition continue à un bruit de haute intensité sont les plus nocives pour l’audition. Après exposition à un bruit fort, le seuil normal de perception auditive augmente sensiblement, c'est-à-dire le niveau le plus bas (intensité) auquel une personne donnée peut encore entendre un son d'une fréquence particulière. Les mesures des seuils de perception auditive sont réalisées dans des salles spécialement équipées et très niveau faible bruit ambiant en émettant des signaux sonores via les écouteurs. Cette technique s'appelle l'audiométrie ; il permet d'obtenir une courbe de sensibilité auditive individuelle, ou audiogramme. Généralement, les audiogrammes montrent des écarts par rapport à la sensibilité auditive normale (voir figure).

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Source de bruit

Niveau de bruit (dB)

UN. aspirateur en état de marche

B. bruit dans le wagon du métro

DANS. orchestre de musique pop

G. voiture

D. murmurer à une distance de 1 m

8) B, B, D et A

Bonne réponse : 1

Les astronomes appellent les éruptions « événements sporadiques » : elles sont soudaines et imprévisibles. De plus, il ressort des observations que les naines rouges sont caractérisées par une activité de poussée très intense. Ce sont des étoiles moins massives que notre Soleil et sont également considérées comme adaptées au rôle de « berceaux de la vie ». Récemment, des scientifiques ont découvert la raison de ce phénomène.

L'intérêt pour le phénomène des éruptions cutanées chez les naines rouges est tout à fait naturel - le fait est qu'une éruption aussi puissante peut être désastreuse pour le biote naissant ou développé. Mais les naines rouges ont des planètes, dont certaines ont des conditions tout à fait normales pour l'existence de la vie.

Sur fond d'étoiles géantes, les naines rouges ressemblent à des étoiles faiblement lumineuses, leurs observations sont donc effectuées dans une zone proche limitée. Dans notre Galaxie, dans la constellation la Grande Ourse, il existe un système d'étoiles double composé de deux naines rouges - elles sont séparées par une distance de 190 unités astronomiques. À l’échelle du système solaire, cela représente quatre fois la distance entre le Soleil et Pluton.

Ce système stellaire s'appelle Gliese 412 et a été étudié de manière assez approfondie. Ses étoiles, naines rouges, sont les suivantes : la première - Gliese 412 A en masse atteint la moitié de la masse du Soleil, et brille beaucoup plus faiblement - n'atteint que 2 pour cent de la luminosité de notre étoile. La deuxième étoile, Gliese 412 B, est beaucoup moins massive et n'a pas une luminosité constante. Il s'agit d'une étoile de classe M6 très faible, cent fois plus faible que sa voisine Gliese 412 A ! Mais les moments les plus brillants des éruptions stellaires sont détectés par ces étoiles variables ; c'est véritablement leur « moment stellaire » - la plus forte augmentation de la luminosité de la lueur est détectée dans les observations.

La théorie des éruptions stellaires explique ces phénomènes par des transformations dans la hiérarchie complexe des champs magnétiques stellaires qui contrôlent l'activité stellaire. Ceci est clairement visible sur le Soleil : un nouveau complexe d'activité avec des taches se forme, il grandit et change, et lorsqu'un nouveau complexe fort apparaît Flux magnétique, la reconnexion se produit les lignes électriques, et dans le milieu plasma conducteur, une puissante transformation d'énergie est réalisée sur le Soleil, qui est vue comme une éruption. Cette éjection possède une énorme énergie cinétique et s’éloigne du Soleil à des vitesses supérieures à 1 000 km/s. Des éruptions géantes se produisent sur les naines rouges ; le milieu plasmatique convectif de ces étoiles, selon le même schéma de décharge électrique, génère une activité d'éruption.

Vakhtang Tamazyan, professeur à l'Université de Saint-Jacques-de-Compostelle (Galice, Espagne), et un groupe de collègues d'Espagne et d'Arménie ont identifié et étudié un exemple exceptionnellement puissant d'un tel processus d'éruption : l'étoile variable WX UMa a augmenté sa luminosité de 15. fois en 160 s. Sa température de surface, égale à 2 800 K, dans la région de l'éruption cutanée, a atteint 18 000 K - c'est la température de surface des géantes bleues de classe spectrale B ! Mais les géantes bleues alimentent leur luminosité monstrueuse avec un flux constant d’énergie provenant des profondeurs de l’étoile. Dans le cas d'une naine rouge, cette température détecte l'échauffement de la boucle d'éruption coronale, une formation active dans la haute atmosphère de la naine rouge, dont la luminosité est initiée par l'énergie réalisée du champ magnétique.

Un changement similaire dans la luminosité de la boucle coronale du Soleil a été découvert lors de l'expérience spatiale Coronas-F à IZMIRAN. N.V. Pushkov RAS, la découverte a reçu le Prix d'État. En règle générale, la couronne solaire est chauffée à environ 2 millions de degrés ; dans l'expérience Coronas-F, un réchauffement allant jusqu'à 20 millions de degrés a été observé. Sur les naines rouges, étoiles flamboyantes typiques, c'est ainsi que se réalisent les instabilités de leurs champs magnétiques complexes. Il n'est pas facile d'enregistrer ces phénomènes en raison de leur faible luminosité, puisque les naines rouges ne peuvent être observées à plus de 60 années-lumière de la Terre, c'est la limite des capacités techniques modernes.

Cette paire d'étoiles, qui comprend l'étoile WX UMa, offre aux chercheurs une occasion unique de « déterminer si la fréquence des éruptions et la position relative d'une paire d'astres en orbite l'une autour de l'autre sont liées », souligne Vakhtang Tamazyan. L’étude d’un système binaire, dans lequel les naines rouges interagissent gravitationnellement entre elles, nous permet d’explorer la question de la connectivité des processus d’éruption et d’élargir notre compréhension de la nature physique des éruptions uniques sur les naines rouges.

Parallèlement à l'observation de l'étoile WX UMa, une équipe d'astronomes a étudié quatre systèmes binaires supplémentaires avec des naines rouges, observant leur activité d'éruption. Des flashs puissants les observations n'ont pas été enregistrées, mais néanmoins, trois autres nains sont devenus plus brillants lors des éruptions, et un seul d'entre eux n'a pas montré une telle activité lors des observations. Ainsi, il s’est avéré que les caractéristiques des éruptions des naines rouges n’ont aucune périodicité détectée. En conséquence, les scientifiques ont supposé que, comme il avait été enregistré en si peu de temps un grand nombre deéruptions dans les systèmes binaires, puis, apparemment, elles apparaissent en raison de l'influence de l'étoile compagnon.

Il convient de noter que les naines rouges qui font rage avec des éruptions cutanées ne ressemblent pas à notre Soleil, beaucoup plus stable, à cet égard. L'activité de l'éruption solaire commence sur la branche de croissance de chaque cycle de 11 ans, atteint son apogée au maximum du cycle, diminuant jusqu'à ses manifestations minimales au minimum de l'activité solaire. Même si des exceptions aux tendances générales ont déjà été observées : en 2003, peu avant le minimum, une série de puissantes éruptions solaires, qui a attiré une grande attention des spécialistes.

Ces fortes éruptions sur le Soleil sont appelées éruptions à rayons X, points M et X. Les études sur les éruptions, en tant que manifestations les plus énergétiques de l'activité solaire et stellaire, sont soigneusement enregistrées et analysées à l'aide des données des observatoires spatiaux modernes. Leur nature devient de plus en plus claire pour les scientifiques, mais la prévision des éruptions cutanées reste uniquement probabiliste et imprécise. Mais il est fort possible qu’à mesure que les connaissances s’améliorent, une telle prévision apparaisse…