Wszystkie zjawiska fizyczne w fizyce. Przykłady zjawisk fizycznych i ich opis. Ciało fizyczne jest

Człowiek żyje w świecie przyrody. Ty sam i wszystko, co Cię otacza - powietrze, drzewa, rzeka, słońce - to są różne obiekty natury. Obiekty przyrody podlegają ciągłym zmianom, które nazywane są Zjawiska naturalne.
Od czasów starożytnych ludzie próbowali zrozumieć: jak i dlaczego zachodzą różne zjawiska? Jak ptaki latają i dlaczego nie spadają? Jak drzewo może unosić się na wodzie i dlaczego nie tonie? Niektóre zjawiska naturalne - grzmoty i błyskawice, zaćmienia Słońca i Księżyca - przerażały ludzi, dopóki naukowcy nie zorientowali się, jak i dlaczego one występują.
Obserwując i badając zjawiska zachodzące w przyrodzie, ludzie znaleźli swoje zastosowanie w swoim życiu. Obserwując lot ptaków (ryc. 1) ludzie skonstruowali samolot (ryc. 2).

Ryż. jeden	Ryż. 2

Obserwując pływające drzewo, człowiek nauczył się budować statki, podbijał morza i oceany. Po zbadaniu sposobu poruszania się meduzy (ryc. 3) naukowcy wymyślili silnik rakietowy(rys. 4). Obserwując błyskawice, naukowcy odkryli elektryczność, bez której dziś ludzie nie mogą żyć i pracować. Wszędzie otaczają nas wszelkiego rodzaju domowe urządzenia elektryczne (lampy oświetleniowe, telewizory, odkurzacze). Różne narzędzia elektryczne (wiertarka elektryczna, piła elektryczna, maszyna do szycia) są wykorzystywane w warsztatach szkolnych oraz w produkcji.

Naukowcy podzielili wszystkie zjawiska fizyczne na grupy (ryc. 6):

Ryż. 6

zjawiska mechaniczne są zjawiskami, które występują ciała fizyczne kiedy poruszają się względem siebie (obrót Ziemi wokół Słońca, ruch samochodów, kołysanie wahadła).
zjawiska elektryczne- są to zjawiska zachodzące podczas pojawiania się, istnienia, ruchu i oddziaływania ładunków elektrycznych (prąd elektryczny, piorun).
Zjawiska magnetyczne - są to zjawiska związane z występowaniem właściwości magnetycznych w ciałach fizycznych (przyciąganie przedmiotów żelaznych przez magnes, obracanie igły kompasu na północ).
zjawiska optyczne- są to zjawiska zachodzące podczas propagacji, załamywania i odbijania światła (odbicie światła od lustra, miraże, pojawienie się cienia).
zjawiska termiczne- są to zjawiska związane z nagrzewaniem i chłodzeniem ciał fizycznych (gotowanie czajnika, powstawanie mgły, przemiana wody w lód).
Zjawiska atomowe- są to zjawiska, które występują, gdy zmienia się wewnętrzna struktura substancji ciał fizycznych (jarzenie Słońca i gwiazd, wybuch atomowy).
Obserwuj i wyjaśniaj. 1. Podaj przykład zjawiska naturalnego. 2. Do jakiej grupy zjawisk fizycznych należy? Czemu? 3. Wymień ciała fizyczne, które uczestniczyły w zjawiskach fizycznych.

Numer biletu 1

1. Co studiuje fizyka. Niektóre terminy fizyczne. Obserwacje i eksperymenty. Wielkości fizyczne. Pomiar wielkości fizycznych. Dokładność i błąd pomiarów.

Fizyka jest nauką o najogólniejszych właściwościach ciał i zjawisk.

Skąd człowiek zna świat? Jak bada zjawiska przyrody, zdobywając o niej wiedzę naukową?

Pierwsza wiedza, z której otrzymuje dana osoba obserwacje za naturą.

Aby uzyskać odpowiednią wiedzę, czasami nie wystarczy prosta obserwacja i trzeba przeprowadzić eksperyment - specjalnie przygotowany eksperyment .

Eksperymenty prowadzone są przez naukowców plan z premedytacją z konkretnym celem .

Podczas eksperymentów pomiary są wykonywane za pomocą specjalnych przyrządów wielkości fizycznych. Przykłady wielkości fizyczne to: odległość, objętość, prędkość, temperatura.

Źródłem wiedzy fizycznej są więc obserwacje i eksperymenty.

Prawa fizyczne są oparte i testowane na faktach ustalonych przez doświadczenie. Równie ważny sposób poznania teoretyczny opis zjawiska . Teorie fizyczne pozwalają nam wyjaśniać znane zjawiska i przewidywać nowe, które nie zostały jeszcze odkryte.

Zmiany zachodzące w ciałach nazywane są zjawiskami fizycznymi.

Zjawiska fizyczne dzielą się na kilka typów.

Rodzaje zjawisk fizycznych:

1. Zjawiska mechaniczne (na przykład ruch samochodów, samolotów, ciał niebieskich, przepływ płynów).

2. Zjawiska elektryczne (np. prąd elektryczny, nagrzewanie przewodników prądem, elektryzacja ciał).

3. Zjawiska magnetyczne (np. wpływ magnesów na żelazo, efekt pole magnetyczne Ziemia na igle kompasu).

4. Zjawiska optyczne (np. odbicie światła od luster, emisja promieni świetlnych z różnych źródeł światła).

5. Zjawiska termiczne (topienie lodu, wrzenie wody, rozszerzalność cieplna ciał).

6. Zjawiska atomowe (np. praca reaktorów jądrowych, rozpad jąder, procesy zachodzące wewnątrz gwiazd).

7. Dźwięk zjawiska (dzwonienie, muzyka, grzmoty, hałas).

Terminy fizyczne to specjalne słowa używane w fizyce dla zwięzłości, precyzji i wygody.

Ciało fizyczne to każdy przedmiot, który nas otacza. (Pokazywanie ciał fizycznych: długopis, książka, ławka szkolna)

Substancja To wszystko, z czego zbudowane są ciała fizyczne. (Pokazuje ciała fizyczne składające się z różne substancje)

Materiał- to wszystko, co istnieje we Wszechświecie niezależnie od naszej świadomości (ciała niebieskie, rośliny, zwierzęta itp.)

zjawiska fizyczne to zmiany zachodzące w ciałach fizycznych.

Wielkości fizyczne są mierzalnymi właściwościami ciał lub zjawisk.

Instrumenty fizyczne- Są to specjalne urządzenia, które są przeznaczone do mierzenia wielkości fizycznych i przeprowadzania eksperymentów.

Wielkości fizyczne:
wysokość h, masa m, droga s, prędkość v, czas t, temperatura t, objętość V itd.

Jednostki miary wielkości fizycznych:

Międzynarodowy układ jednostek SI:

(system międzynarodowy)

Główny:

Długość - 1 m - (metr)

Czas - 1 s - (sekunda)

Waga - 1 kg - (kilogram)

Pochodne:

Objętość - 1 m³ - (metr sześcienny)

Prędkość - 1 m/s - (metr na sekundę)

W tym wyrażeniu:

liczba 10 to wartość liczbowa czasu,

litera „s” to skrót oznaczający jednostkę czasu (sekundy),

a kombinacja 10 s to wartość czasu.

Przedrostki nazw jednostek:

Aby wygodniej było mierzyć wielkości fizyczne, oprócz jednostek podstawowych używa się wielu jednostek, czyli 10, 100, 1000 itd. bardziej podstawowe

g - hekto (×100) k - kilogram (× 1000) M - mega (× 1000 000)

1 km (kilometr) 1 kg (kilogram)

1 km = 1000 m = 10³ m 1 kg = 1000 g = 10³ g

Od czasów starożytnych ludzie gromadzili informacje o świecie, w którym żyją. Istniała tylko jedna nauka, która połączyła wszystkie informacje o naturze, które ludzkość zgromadziła w tym czasie. W tamtym czasie ludzie nie wiedzieli, że obserwują przykłady zjawisk fizycznych. Obecnie nauka ta nazywana jest „nauką przyrodniczą”.

Czym zajmuje się nauka fizyczna?

Z biegiem czasu naukowe wyobrażenia na temat otaczającego nas świata uległy zauważalnej zmianie – jest ich znacznie więcej. Nauki przyrodnicze podzieliły się na wiele odrębnych nauk, w tym: biologię, chemię, astronomię, geografię i inne. W wielu z tych nauk fizyka nie zajmuje ostatniego miejsca. Odkrycia i osiągnięcia w tej dziedzinie pozwoliły ludzkości zdobyć nową wiedzę. Obejmują one strukturę i zachowanie różnych obiektów o różnej wielkości (począwszy od gigantycznych gwiazd, a skończywszy na najmniejszych cząsteczkach - atomach i cząsteczkach).

Ciało fizyczne to...

Istnieje specjalny termin „materia”, który w kręgach naukowców odnosi się do wszystkiego, co nas otacza. Ciało fizyczne składające się z materii to dowolna substancja zajmująca określone miejsce w przestrzeni. Każde ciało fizyczne w działaniu można nazwać przykładem zjawiska fizycznego. Na podstawie tej definicji możemy powiedzieć, że każdy przedmiot jest ciałem fizycznym. Przykłady ciał fizycznych: guzik, notatnik, żyrandol, gzyms, księżyc, chłopiec, chmury.

Co to jest zjawisko fizyczne

Każda sprawa podlega ciągłym zmianom. Niektóre ciała się poruszają, inne stykają się z trzecim, czwarte wiruje. Nic dziwnego, że wiele lat temu filozof Heraklit wypowiedział zdanie „Wszystko płynie, wszystko się zmienia”. Naukowcy mają nawet specjalne określenie na takie zmiany - to wszystko są zjawiska.

Wszystko, co się porusza, jest zjawiskiem fizycznym.

Jakie są rodzaje zjawisk fizycznych

• Termiczny.

Są to zjawiska, gdy pod wpływem temperatury niektóre ciała zaczynają się przekształcać (zmiana kształtu, wielkości i stanu). Przykład zjawisk fizycznych: pod wpływem ciepłego wiosennego słońca sople topnieją i zamieniają się w ciecz, z nadejściem chłodów zamarzają kałuże, wrząca woda staje się parą.

• Mechaniczny.

Zjawiska te charakteryzują zmianę pozycji jednego ciała w stosunku do reszty. Przykłady: zegar leci, piłka podskakuje, drzewo się kołysze, pióro pisze, woda płynie. Wszystkie są w ruchu.

• Elektryczny.

Charakter tych zjawisk w pełni uzasadnia jego nazwę. Słowo „elektryczność” jest zakorzenione w język grecki gdzie „elektron” oznacza „bursztyn”. Przykład jest dość prosty i prawdopodobnie wielu osobom znany. Przy ostrym zdjęciu wełnianego swetra słychać małe pęknięcie. Jeśli zrobisz to, wyłączając światło w pokoju, możesz zobaczyć iskry.

• Lekki.

Ciało uczestniczące w zjawisku, które jest związane ze światłem, nazywane jest świetlistym. Jako przykład zjawisk fizycznych można przytoczyć znaną naszą gwiazdę Układ Słoneczny- Słońce, jak każda inna gwiazda, lampa, a nawet świetlik.

• Dźwięk.

Do tego typu zjawisk fizycznych należy propagacja dźwięku, zachowanie się fal dźwiękowych w zderzeniach z przeszkodą, a także inne zjawiska, które są w jakiś sposób związane z dźwiękiem.

• Optyczny.

Dzieją się z powodu światła. Na przykład człowiek i zwierzęta mogą widzieć, ponieważ jest światło. Do tej grupy zaliczają się również zjawiska propagacji i załamywania światła, jego odbicia od przedmiotów oraz przechodzenia przez różne media.

Teraz wiesz, czym są zjawiska fizyczne. Należy jednak rozumieć, że istnieje pewna różnica między zjawiskami naturalnymi a fizycznymi. Tak więc przy zjawisku naturalnym kilka zjawisk fizycznych występuje jednocześnie. Na przykład, gdy piorun uderza w ziemię, pojawia się następujący dźwięk, elektryczność, ciepło i światło.

„Zjawiska optyczne w przyrodzie”

1. Wstęp

a) Pojęcie optyki

b) Klasyfikacja optyki

c) Optyka w rozwoju fizyki współczesnej

2. Zjawiska związane z odbiciem światła

4. Zorze polarne

Wstęp

Pojęcie optyki

Bardzo naiwne były pierwsze pomysły starożytnych naukowców na temat światła. Myśleli, że wrażenia wizualne powstają, gdy przedmioty są odczuwane specjalnymi cienkimi mackami, które wychodzą z oczu. Optyka była nauką o wzroku, dlatego to słowo można najdokładniej przetłumaczyć.

Stopniowo, w średniowieczu, optyka przekształciła się z nauki o wzroku w naukę o świetle, co umożliwiło wynalezienie soczewek i camera obscura. Optyka jest obecnie gałęzią fizyki zajmującą się badaniem emisji światła i jego propagacji w różnych mediach, a także jego interakcji z materią. Zagadnienia związane ze wzrokiem, budową i funkcjonowaniem oka pojawiły się jako osobna dziedzina naukowa - optyka fizjologiczna.

Klasyfikacja optyki

Promienie świetlne to geometryczne linie, wzdłuż których rozchodzi się energia świetlna, przy rozważaniu wielu zjawisk optycznych można posłużyć się ich pojęciem. W tym przypadku mówi się o optyce geometrycznej (promieniowej). Optyka geometryczna znajduje szerokie zastosowanie w inżynierii świetlnej, a także przy rozważaniu działania wielu instrumentów i urządzeń - od lupy i okularów po najbardziej złożone teleskopy i mikroskopy optyczne.

Intensywne badania odkrytych wcześniej zjawisk interferencji, dyfrakcji i polaryzacji światła rozpoczęły się na początku XIX wieku. Procesy te nie zostały wyjaśnione w ramach optyki geometrycznej, dlatego konieczne było rozważenie światła w postaci fal poprzecznych. W rezultacie pojawiła się optyka falowa. Początkowo uważano, że światło to fale sprężyste w pewnym ośrodku (eter świata), który wypełnia przestrzeń świata.

Ale angielski fizyk James Maxwell w 1864 stworzył elektromagnetyczną teorię światła, zgodnie z którą fale świetlne są fale elektromagnetyczne w odpowiednim zakresie długości.

A już na początku XX wieku nowe badania wykazały, że w celu wyjaśnienia niektórych zjawisk, np. efektu fotoelektrycznego, konieczne jest przedstawienie wiązki światła w postaci strumienia osobliwych cząstek - kwantów światła. Isaac Newton miał podobny pogląd na naturę światła już 200 lat temu w swojej „teorii emisji światła”. Optyka kwantowa robi to teraz.

Rola optyki w rozwoju fizyki współczesnej.

Optyka odegrała również znaczącą rolę w rozwoju współczesnej fizyki. Badania optyczne wiążą się w zasadzie z pojawieniem się dwóch najważniejszych i rewolucyjnych teorii XX wieku (mechaniki kwantowej i teorii względności). Optyczne metody analizy materii na poziomie molekularnym dały początek szczególnemu kierunkowi naukowemu - optyce molekularnej, do której należy również spektroskopia optyczna, wykorzystywana we współczesnej materiałoznawstwie, w badaniach plazmy i astrofizyce. Istnieje również optyka elektronowa i neutronowa.

Na obecnym etapie rozwoju powstał mikroskop elektronowy i lustro neutronowe oraz opracowano modele optyczne jąder atomowych.

Optyka, wpływając na rozwój różnych dziedzin współczesnej fizyki, sama znajduje się dziś w okresie szybkiego rozwoju. Głównym impulsem do tego rozwoju było wynalezienie laserów - intensywnych źródeł spójnego światła. W rezultacie optyka falowa wzniosła się na wyższy poziom, poziom optyki koherentnej.

Dzięki pojawieniu się laserów pojawiło się wiele dziedzin nauki i rozwoju technologicznego. Wśród których są takie jak optyka nieliniowa, holografia, optyka radiowa, optyka pikosekundowa, optyka adaptacyjna itp.

Optyka radiowa powstała na skrzyżowaniu inżynierii radiowej i optyki i zajmuje się badaniem optycznych metod przesyłania i przetwarzania informacji. Metody te łączy się z tradycyjnymi metody elektroniczne; w rezultacie powstał kierunek naukowo-techniczny zwany optoelektroniką.

Przedmiotem światłowodów jest przesyłanie sygnałów świetlnych przez włókna dielektryczne. Wykorzystując zdobycze optyki nieliniowej, możliwa jest zmiana czoła fali wiązki światła, która ulega modyfikacji, gdy światło rozchodzi się w określonym ośrodku, np. w atmosferze lub wodzie. W związku z tym powstała i jest intensywnie rozwijana optyka adoptywna. Z którym ściśle sąsiaduje rodząca się na naszych oczach fotoenergetyka, zajmująca się w szczególności zagadnieniami efektywnego przesyłania energii świetlnej wzdłuż wiązki światła. Nowoczesna technologia laserowa umożliwia uzyskanie impulsów świetlnych o czasie trwania zaledwie pikosekundy. Takie impulsy okazują się unikalnym „narzędziem” do badania szeregu szybkich procesów zachodzących w materii, a zwłaszcza w strukturach biologicznych. Powstał i rozwija się specjalny kierunek - optyka pikosekundowa; fotobiologia ściśle z nim sąsiaduje. Bez przesady można powiedzieć, że szerokie praktyczne wykorzystanie zdobyczy współczesnej optyki jest nieodzownym warunkiem postępu naukowo-technicznego. Optyka otworzyła przed ludzkim umysłem drogę do mikroświata, pozwoliła mu także wniknąć w tajniki światów gwiezdnych. Optyka obejmuje wszystkie aspekty naszej praktyki.

Zjawiska związane z odbiciem światła.

Obiekt i jego odbicie

To, że krajobraz odbity w stojącej wodzie nie różni się od rzeczywistego, a jedynie wywrócony „do góry nogami”, jest daleki od prawdy.

Jeśli dana osoba patrzy późnym wieczorem na to, jak odbijają się lampy w wodzie lub jak odbijają się brzegi schodzące do wody, wówczas odbicie wyda mu się skrócone i całkowicie „zniknie”, jeśli obserwator znajduje się wysoko nad powierzchnią z wody. Ponadto nigdy nie widać odbicia wierzchołka kamienia, którego część zanurzona jest w wodzie.

Krajobraz jest postrzegany przez obserwatora tak, jakby był oglądany z punktu o wiele głębszego niż powierzchnia wody, gdy oko obserwatora znajduje się nad powierzchnią. Różnica między krajobrazem a jego obrazem maleje wraz ze zbliżaniem się oka do tafli wody, a także wraz z oddalaniem się obiektu.

Często ludziom wydaje się, że odbicie krzewów i drzew w stawie wyróżnia się większą jasnością kolorów i nasyceniem tonów. Tę cechę można również zauważyć obserwując odbicie przedmiotów w lustrze. Tutaj percepcja psychologiczna odgrywa większą rolę niż fizyczna strona zjawiska. Rama lustra, brzegi stawu ograniczają niewielki wycinek krajobrazu, chroniąc peryferyjne widzenie człowieka przed nadmiernie rozproszonym światłem wpadającym z całego nieba i oślepiającym obserwatora, czyli patrzy na niewielki wycinek krajobrazu jak przez ciemną wąską rurę. Zmniejszenie jasności światła odbitego w porównaniu do światła bezpośredniego ułatwia ludziom zobaczenie nieba, chmur i innych jasno oświetlonych obiektów, które są zbyt jasne dla oka patrzącego bezpośrednio.

Zależność współczynnika odbicia od kąta padania światła.

Na granicy dwóch przezroczystych ośrodków światło jest częściowo odbijane, częściowo przechodzi do innego ośrodka i jest załamywane, a częściowo pochłaniane przez ośrodek. Stosunek energii odbitej do energii padającej nazywany jest współczynnikiem odbicia. Stosunek energii światła przechodzącego przez substancję do energii światła padającego nazywamy transmitancją.

Współczynniki odbicia i transmisji zależą od właściwości optycznych, sąsiadujących ze sobą mediów oraz kąta padania światła. Tak więc, jeśli światło pada prostopadle na płytkę szklaną (kąt padania α = 0), to tylko 5% energii światła jest odbijane, a 95% przechodzi przez granicę faz. Wraz ze wzrostem kąta padania zwiększa się ułamek energii odbitej. Przy kącie padania α=90˚ jest równy jeden.

Zależność natężenia światła odbitego i przechodzącego przez szklaną płytkę można prześledzić, umieszczając płytkę pod różnymi kątami w stosunku do promieni świetlnych i oceniając intensywność wzrokowo.

Interesujące jest również oszacowanie na oko natężenia światła odbitego od powierzchni zbiornika w zależności od kąta padania, aby obserwować odbicie promienie słoneczne z okien domu pod różnymi kątami padania w ciągu dnia, o zachodzie słońca, o wschodzie słońca.

Okulary ochronne

Zwykłe szyby okienne częściowo przepuszczają promienie cieplne. Dobrze nadaje się do stosowania na terenach północnych, a także w szklarniach. Na południu lokale są tak przegrzane, że trudno w nich pracować. Ochrona przed słońcem sprowadza się albo do zaciemnienia budynku drzewami, albo do wybrania korzystnej orientacji budynku podczas przebudowy. Oba są czasami trudne i nie zawsze możliwe.

Aby szkło nie przepuszczało promieni cieplnych, pokrywane jest cienkimi przezroczystymi warstwami tlenków metali. Tak więc folia cynowo-antymonowa nie przepuszcza więcej niż połowy promieni cieplnych, a powłoki zawierające tlenek żelaza całkowicie odbijają promienie ultrafioletowe i 35-55% promieni termicznych.

Roztwory soli błonotwórczych są nakładane z pistoletu natryskowego na gorącą powierzchnię szkła podczas jej obróbki cieplnej lub formowania. W wysokich temperaturach sole zamieniają się w tlenki, które są mocno związane z powierzchnią szkła.

W podobny sposób wykonuje się okulary do okularów chroniących przed światłem.

Całkowite wewnętrzne odbicie światła

Pięknym widokiem jest fontanna, w której wyrzucane dysze są oświetlane od wewnątrz. Można to zobrazować w normalnych warunkach, wykonując następujący eksperyment (ryc. 1). W wysokiej puszce na wysokości 5 cm od dna należy wywiercić okrągły otwór ( ale) o średnicy 5-6 mm. Żarówkę elektryczną z wkładem należy starannie owinąć papierem celofanowym i umieścić naprzeciw otworu. Musisz wlać wodę do słoika. Otwarcie dziury ale, otrzymujemy strumień, który będzie oświetlony od wewnątrz. W ciemnym pomieszczeniu świeci jasno i wygląda bardzo efektownie. Strumieniu można nadać dowolny kolor, umieszczając kolorowe szkło na drodze promieni świetlnych. b. Jeśli położysz palec na ścieżce strumienia, wtedy woda zostanie spryskana i te kropelki będą jasno świecić.

Wyjaśnienie tego zjawiska jest dość proste. Wiązka światła przechodzi wzdłuż strumienia wody i uderza w zakrzywioną powierzchnię pod kątem większym od dopuszczalnego, ulega całkowitemu odbiciu wewnętrznemu, a następnie ponownie uderza w przeciwną stronę strumienia pod kątem ponownie większym od dopuszczalnego. Więc wiązka przechodzi wzdłuż strumienia, zginając się wraz z nim.

Ale gdyby światło zostało całkowicie odbite wewnątrz dżetu, to nie byłoby widoczne z zewnątrz. Część światła jest rozpraszana przez wodę, bąbelki powietrza i różne znajdujące się w nim zanieczyszczenia, a także przez nierówną powierzchnię strumienia, dzięki czemu jest widoczne z zewnątrz.

Cylindryczny przewodnik świetlny

Jeśli skierujesz wiązkę światła na jeden koniec litego, zakrzywionego szklanego cylindra, zobaczysz, że światło wyjdzie z drugiego końca (rys. 2); prawie żadne światło nie przedostaje się przez boczną powierzchnię cylindra. Przejście światła przez szklany cylinder tłumaczy się tym, że padając na wewnętrzną powierzchnię cylindra pod kątem większym niż kąt graniczny, światło wielokrotnie ulega całkowitemu odbiciu i dociera do końca.

Im cieńszy walec, tym częściej wiązka będzie odbijana i większa część światła pada na wewnętrzną powierzchnię walca pod kątami większymi niż limit.

Diamenty i klejnoty

Na Kremlu znajduje się wystawa rosyjskiego funduszu diamentowego.

Światła w holu są lekko przyciemnione. Na witrynach sklepowych błyszczą kreacje jubilerów. Tutaj możesz zobaczyć takie diamenty jak „Orłow”, „Szach”, „Maria”, „Valentina Tereshkova”.

Sekret pięknej gry światła w diamentach tkwi w tym, że kamień ten ma wysoki współczynnik załamania światła (n=2,4173), a co za tym idzie, mały kąt całkowitego wewnętrznego odbicia (α=24˚30′) oraz większe rozproszenie, powodujące rozkład światła białego na proste kolory.

Dodatkowo gra światła w brylantach zależy od poprawności jego szlifu. Fasety diamentu wielokrotnie odbijają światło w krysztale. Dzięki wysokiej przezroczystości wysokiej klasy diamentów światło w nich zawarte prawie nie traci energii, a jedynie rozkłada się na proste kolory, których promienie rozchodzą się następnie w różnych, najbardziej nieoczekiwanych kierunkach. Kiedy kamień jest obracany, kolory emanujące z kamienia zmieniają się i wydaje się, że sam kamień jest źródłem wielu jasnych, wielokolorowych promieni.

Są diamenty pomalowane na kolory czerwony, niebieskawy i liliowy. Blask diamentu zależy od jego szlifu. Oglądany w świetle przez dobrze oszlifowany, przezroczysty diament w świetle, kamień wydaje się całkowicie nieprzezroczysty, a niektóre jego fasety wyglądają po prostu na czarne. Dzieje się tak dlatego, że światło ulegając całkowitemu wewnętrznemu odbiciu, wychodzi w przeciwnym kierunku lub na boki.

Kiedy spojrzysz na top odcięty od strony świata, mieni się wieloma kolorami, a miejscami błyszczy. Jasny blask górnych faset diamentu nazywany jest blaskiem diamentu. Spód diamentu z zewnątrz wydaje się być posrebrzany i odlewany z metalicznym połyskiem.

Najbardziej przezroczyste i duże diamenty służą jako dekoracja. Małe diamenty są szeroko stosowane w technologii jako narzędzie tnące lub szlifierskie do obrabiarek. Diamenty służą do wzmacniania głowic narzędzi wiertniczych do wiercenia studni w twardych skałach. Takie zastosowanie diamentu jest możliwe dzięki dużej twardości, która go wyróżnia. Inny klejnoty w większości przypadków są to kryształy tlenku glinu z domieszką tlenków pierwiastków barwiących - chromu (rubin), miedzi (szmaragd), manganu (ametyst). Są też twarde, wytrzymałe, mają piękny kolor i „grę światła”. Obecnie są w stanie sztucznie uzyskać duże kryształy tlenku glinu i pomalować je na żądany kolor.

Zjawiska rozpraszania światła tłumaczy się różnorodnością barw natury. Cały kompleks eksperymentów optycznych z pryzmatami w XVII wieku przeprowadził angielski naukowiec Izaak Newton. Eksperymenty te wykazały, że białe światło nie jest głównym światłem, należy je traktować jako kompozyt („niejednolite”); główne to różne kolory (promienie „jednorodne” lub „monochromatyczne”). Rozkład białego światła na różne kolory następuje z tego powodu, że każdy kolor ma swój własny stopień załamania światła. Te wnioski Newtona są zgodne ze współczesnymi ideami naukowymi.

Wraz z dyspersją współczynnika załamania dochodzi do dyspersji współczynników absorpcji, przepuszczalności i odbicia światła. To wyjaśnia różne efekty w oświetleniu ciał. Na przykład, jeśli istnieje ciało przezroczyste dla światła, w którym transmitancja jest duża dla światła czerwonego, a współczynnik odbicia jest mały, dla światła zielonego jest odwrotnie: transmitancja jest mała, a współczynnik odbicia jest duży, wtedy w świetle przechodzącym ciało wydaje się czerwone, a zielone w świetle odbitym. Takie właściwości posiada na przykład chlorofil, zielona substancja zawarta w liściach roślin i powodująca zielony kolor. Roztwór chlorofilu w alkoholu oglądany pod światło jest czerwony. W świetle odbitym to samo rozwiązanie wydaje się zielone.

Jeśli jakieś ciało ma duży współczynnik pochłaniania, a współczynniki transmisji i odbicia są małe, wtedy takie ciało będzie wyglądało na czarne i nieprzezroczyste (na przykład sadza). Bardzo biały, nieprzezroczysty korpus (taki jak tlenek magnezu) ma współczynnik odbicia bliski jedności dla wszystkich długości fal oraz bardzo niską przepuszczalność i absorpcję. Całkowicie przeźroczysty dla światła korpus (szkło) ma niskie współczynniki odbicia i pochłaniania oraz transmitancję bliską jedności dla wszystkich długości fal. W przypadku szkła kolorowego dla niektórych długości fal współczynniki transmisji i odbicia są praktycznie równe zeru, a zatem wartość współczynnika absorpcji dla tych samych długości fal jest bliska jedności.

Zjawiska związane z załamaniem światła

Niektóre rodzaje miraży. Spośród większej różnorodności miraży wyróżniamy kilka typów: miraże „jeziorne”, zwane również mirażami niższymi, mirażami lepszymi, mirażami podwójnymi i potrójnymi, mirażami ultra-dalekiego zasięgu.

Miraże gorsze („jezioro”) powstają na silnie nagrzanej powierzchni. Przeciwnie, doskonałe miraże powstają na mocno schłodzonej powierzchni, na przykład nad zimna woda. Jeśli dolne miraże obserwuje się z reguły na pustyniach i stepach, to górne obserwuje się na północnych szerokościach geograficznych.

Doskonałe miraże są różnorodne. W niektórych przypadkach dają obraz bezpośredni, w innych w powietrzu pojawia się odwrócony obraz. Miraże mogą być podwójne, gdy obserwuje się dwa obrazy, prosty i odwrócony. Obrazy te mogą być oddzielone pasem powietrza (jeden może znajdować się nad horyzontem, drugi pod nim), ale mogą się bezpośrednio ze sobą łączyć. Czasami jest jeszcze jeden - trzeci obraz.

Szczególnie zdumiewające są miraże ultra-długiego widzenia. K. Flammarion w swojej książce „Atmosfera” opisuje przykład takiego mirażu: „Na podstawie zeznań kilku osób godnych zaufania mogę opisać miraż, który widziano w mieście Verviers (Belgia) w czerwcu 1815 roku. Pewnego ranka mieszkańcy miasta widzieli w niebie armię i tak wyraźnie, że można było rozróżnić uzbrojenie artylerzystów, a nawet np. armatę ze złamanym kołem, która zaraz odpadnie... Był to poranek Bitwa pod Waterloo!” Opisany miraż jest przedstawiony w formie kolorowej akwareli przez jednego z naocznych świadków. Odległość z Waterloo do Verviers w linii prostej wynosi ponad 100 km. Zdarzają się przypadki, gdy takie miraże obserwowano na dużych odległościach - do 1000 km. Właśnie takim mirażom należy przypisać „Latającego Holendra”.

Wyjaśnienie dolnego („jeziora”) mirażu. Jeśli powietrze na samej powierzchni ziemi jest bardzo gorące, a zatem jego gęstość jest stosunkowo niska, to współczynnik załamania na powierzchni będzie mniejszy niż w wyższych warstwach powietrza. Zmiana współczynnika załamania powietrza n z wysokością h w pobliżu powierzchni ziemi dla rozważanego przypadku pokazano na rysunku 3, a.

Zgodnie z przyjętą zasadą promienie świetlne przy powierzchni ziemi będą w tym przypadku zagięte tak, aby ich trajektoria była wypukła w dół. Niech obserwator będzie w punkcie A. Wiązka światła z jakiegoś obszaru niebieskie niebo trafia w oko obserwatora, doświadczając określonej krzywizny. A to oznacza, że ​​obserwator zobaczy odpowiednią część nieba nie nad linią horyzontu, ale pod nią. Będzie mu się wydawać, że widzi wodę, chociaż w rzeczywistości ma przed sobą obraz błękitnego nieba. Jeśli wyobrazimy sobie, że w pobliżu horyzontu znajdują się wzgórza, palmy lub inne obiekty, to obserwator zobaczy je do góry nogami z powodu wyraźnej krzywizny promieni i odbierze je jako odbicia odpowiednich obiektów w nieistniejącej wodzie. Tak powstaje iluzja, która jest mirażem „jeziornym”.

Proste doskonałe miraże. Można przypuszczać, że powietrze przy samej powierzchni ziemi lub wody nie jest ogrzewane, lecz przeciwnie, odczuwalnie schładzane w porównaniu z wyższymi warstwami powietrza; zmianę n z wysokością h pokazano na rysunku 4, a. Promienie świetlne w rozpatrywanym przypadku są wygięte tak, że ich trajektoria jest wypukła do góry. Dlatego teraz obserwator może zobaczyć przedmioty ukryte przed nim za horyzontem i zobaczy je u góry, jakby wiszące nad linią horyzontu. Dlatego takie miraże nazywane są lepszymi.

Doskonały miraż może tworzyć zarówno obrazy pionowe, jak i odwrócone. Bezpośredni obraz pokazany na rysunku występuje, gdy współczynnik załamania światła powietrza maleje stosunkowo wolno wraz z wysokością. Wraz z szybkim spadkiem współczynnika załamania powstaje odwrócony obraz. Można to zweryfikować, rozważając hipotetyczny przypadek - współczynnik załamania światła na pewnej wysokości h gwałtownie spada (ryc. 5). Promienie obiektu, zanim dotrą do obserwatora A, doznają całkowitego wewnętrznego odbicia od granicy BC, poniżej której w tym przypadku jest gęstsze powietrze. Widać, że miraż wyższy daje odwrócony obraz obiektu. W rzeczywistości nie ma skokowej granicy między warstwami powietrza, przejście następuje stopniowo. Ale jeśli zostanie to zrobione wystarczająco ostro, to wyższy miraż da odwrócony obraz (ryc. 5).

Miraże podwójne i potrójne. Jeżeli współczynnik załamania powietrza zmienia się najpierw szybko, a potem powoli, to promienie w obszarze I będą zaginane szybciej niż w obszarze II. W rezultacie pojawiają się dwa obrazy (ryc. 6, 7). Promienie światła 1 rozchodzące się w obszarze powietrznym I tworzą odwrócony obraz obiektu. Belki 2, które rozchodzą się głównie w obszarze II, są w mniejszym stopniu zakrzywione i tworzą prosty obraz.

Aby zrozumieć, jak wygląda potrójny miraż, należy wyobrazić sobie trzy następujące po sobie obszary powietrza: pierwszy (w pobliżu samej powierzchni), w którym współczynnik załamania światła spada powoli wraz z wysokością, następny, w którym współczynnik załamania szybko spada, i trzeci obszar, w którym współczynnik załamania światła ponownie spada powoli. Rysunek pokazuje rozważaną zmianę współczynnika załamania wraz ze wzrostem. Rysunek pokazuje, jak następuje potrójny miraż. Promienie 1 tworzą dolny obraz obiektu, rozchodzą się w obszarze powietrznym I. Promienie 2 tworzą obraz odwrócony; Wpadam w obszar powietrzny II, promienie te doświadczają silnej krzywizny. Belki 3 tworzą górny bezpośredni obraz obiektu.

Miraż ultra-długiej wizji. Natura tych mirażów jest najmniej zbadana. Oczywiste jest, że atmosfera musi być przejrzysta, wolna od pary wodnej i zanieczyszczeń. Ale to nie wystarczy. Na pewnej wysokości nad ziemią powinna tworzyć się stabilna warstwa schłodzonego powietrza. Pod i nad tą warstwą powietrze powinno być cieplejsze. Wiązka światła, która wpadła do gęstej, zimnej warstwy powietrza, jest niejako „zamknięta” w niej i rozchodzi się w niej jak swego rodzaju światłowód. Trajektoria promienia na rysunku 8 jest cały czas wypukła w kierunku mniej gęstych obszarów powietrza.

Występowanie ultraodległych miraży można wytłumaczyć propagacją promieni wewnątrz takich „przewodników świetlnych”, które czasami tworzy natura.

Tęcza to piękne zjawisko niebieskie, które zawsze przyciągało uwagę człowieka. W dawnych czasach, kiedy ludzie wciąż niewiele wiedzieli o otaczającym ich świecie, tęczę uważano za „niebiański znak”. Tak więc starożytni Grecy uważali, że tęcza to uśmiech bogini Iridy.

Tęcza obserwowana jest w kierunku przeciwnym do Słońca, na tle chmur deszczowych lub deszczu. Wielobarwny łuk znajduje się zwykle w odległości 1-2 km od obserwatora, a czasami można go zaobserwować w odległości 2-3 m na tle kropel wody tworzonych przez fontanny lub strumienie wody.

Środek tęczy znajduje się na kontynuacji prostej łączącej Słońce i oko obserwatora - na linii antysłonecznej. Kąt między kierunkiem do głównej tęczy a linią antysłoneczną wynosi 41-42º (ryc. 9).

O wschodzie słońca punkt antysłoneczny (punkt M) znajduje się na linii horyzontu, a tęcza wygląda jak półkole. Gdy słońce wschodzi, punkt antysłoneczny opada poniżej horyzontu i zmniejsza się rozmiar tęczy. To tylko część koła.

Często występuje tęcza wtórna, koncentryczna z pierwszą, o promieniu kąta około 52º i odwrotnym układzie kolorów.

Przy wysokości Słońca wynoszącej 41º główna tęcza przestaje być widoczna i tylko część tęczy wtórnej pojawia się nad horyzontem, a przy wysokości Słońca przekraczającej 52º tęcza wtórna również nie jest widoczna. Dlatego w środkowych szerokościach równikowych to zjawisko naturalne nigdy nie jest obserwowane w godzinach około południa.

Tęcza ma siedem podstawowych kolorów, które płynnie przechodzą od jednego do drugiego.

Kształt łuku, jasność kolorów, szerokość pasków zależą od wielkości kropel wody i ich ilości. Duże krople tworzą węższą tęczę o wyrazistych kolorach, małe krople tworzą łuk, który jest rozmyty, wyblakły, a nawet biały. Dlatego latem po burzy z piorunami, podczas której spadają duże krople, widoczna jest jasna, wąska tęcza.

Teorię tęczy po raz pierwszy przedstawił w 1637 roku René Descartes. Wyjaśnił tęczę jako zjawisko związane z odbiciem i załamaniem światła w kroplach deszczu.

Powstawanie kolorów i ich kolejność wyjaśniono później, po odkryciu złożonej natury białego światła i jego rozproszenia w medium. Teoria dyfrakcji tęczy została opracowana przez Airy and Partner.

Rozważmy najprostszy przypadek: niech wiązka równoległych promieni słonecznych pada na krople o kształcie kuli (ryc. 10). Wiązka padająca na powierzchnię kropli w punkcie A załamuje się w niej zgodnie z prawem załamania:

n sin α=n sin β, gdzie n=1, n≈1,33 –

współczynniki załamania odpowiednio powietrza i wody, α to kąt padania, a β to kąt załamania światła.

Wewnątrz kropli promień AB biegnie w linii prostej. W punkcie B wiązka jest częściowo załamana i częściowo odbita. Należy zauważyć, że im mniejszy kąt padania w punkcie B, a więc w punkcie A, tym mniejsze natężenie wiązki odbitej i większe natężenie wiązki załamanej.

Wiązka AB po odbiciu w punkcie B pojawia się pod kątem β`=β b uderza w punkt C, gdzie występuje również częściowe odbicie i częściowe załamanie światła. Załamana wiązka opuszcza kroplę pod kątem γ, natomiast odbita może iść dalej, do punktu D itd. W ten sposób wiązka światła w kropli ulega wielokrotnym odbiciom i załamaniom. Z każdym odbiciem część promieni światła wychodzi, a ich intensywność wewnątrz kropli maleje. Najbardziej intensywnym z promieni wychodzących w powietrze jest promień, który wyszedł z kropli w punkcie B. Trudno go jednak zaobserwować, ponieważ ginie na tle jasnego bezpośredniego światła słonecznego. Promienie załamane w punkcie C razem tworzą tęczę pierwotną na tle ciemnej chmury, a promienie załamane w punkcie D dają tęczę wtórną, która jest mniej intensywna niż pierwotna.

Rozważając powstawanie tęczy, należy wziąć pod uwagę jeszcze jedno zjawisko - nierówne załamanie fal świetlnych o różnych długościach, czyli promienie świetlne o różnych kolorach. Zjawisko to nazywa się dyspersją. Ze względu na dyspersję kąty załamania γ i kąt załamania promieni Θ w kropli są różne dla promieni o różnych kolorach.

Najczęściej widzimy jedną tęczę. Nierzadko zdarza się, że dwa tęczowe paski pojawiają się na niebie jednocześnie, jeden po drugim; obserwuje się jeszcze większą liczbę łuków niebieskich - trzy, cztery, a nawet pięć jednocześnie. To ciekawe zjawisko Leningradowie zaobserwowali 24 września 1948 roku, kiedy po południu wśród chmur nad Newą pojawiły się cztery tęcze. Okazuje się, że tęcza może powstać nie tylko z bezpośrednich promieni; często pojawia się w odbitych promieniach słońca. Widać to na wybrzeżu zatok morskich, dużych rzek i jezior. Trzy lub cztery tęcze - zwykłe i odbite - czasem tworzą piękne zdjęcie. Ponieważ promienie słoneczne odbite od powierzchni wody biegną od dołu do góry, tęcza utworzona w promieniach może czasami wyglądać zupełnie nietypowo.

Nie myśl, że tęczę można obserwować tylko w ciągu dnia. Zdarza się jednak w nocy, zawsze słaba. Taką tęczę można zobaczyć po nocnym deszczu, gdy zza chmur wyjdzie księżyc.

Z tego eksperymentu można uzyskać pewne podobieństwo tęczy: Musisz oświetlić kolbę wypełnioną wodą światłem słonecznym lub lampę przez otwór w białej tablicy. Wtedy tęcza stanie się wyraźnie widoczna na planszy, a kąt rozbieżności promieni w stosunku do kierunku początkowego wyniesie około 41-42 °. W warunkach naturalnych nie ma ekranu, obraz pojawia się na siatkówce oka, a oko rzutuje ten obraz na chmury.

Jeśli tęcza pojawia się wieczorem przed zachodem słońca, obserwuje się czerwoną tęczę. W ostatnich pięciu lub dziesięciu minutach przed zachodem słońca wszystkie kolory tęczy, z wyjątkiem czerwieni, znikają, stają się bardzo jasne i widoczne nawet dziesięć minut po zachodzie słońca.

Piękny widok to tęcza na rosie. Można go zaobserwować o wschodzie słońca na porośniętej rosą trawie. Ta tęcza ma kształt hiperboli.

zorze polarne

Jednym z najpiękniejszych zjawisk optycznych przyrody jest zorza polarna.

W większości przypadków zorze są koloru zielonego lub niebiesko-zielonego, ze sporadycznymi plamami lub obwódkami różowymi lub czerwonymi.

Zorze polarne obserwuje się w dwóch głównych formach - w postaci wstęg oraz w postaci chmur przypominających plamy. Gdy blask jest intensywny, przybiera postać wstążek. Tracąc intensywność, zamienia się w plamy. Jednak wiele wstążek znika, zanim rozpadną się na plamy. Wstęgi zdają się wisieć w ciemnej przestrzeni nieba, przypominając gigantyczną zasłonę lub draperię, zwykle ciągnącą się ze wschodu na zachód na tysiące kilometrów. Wysokość tej kurtyny wynosi kilkaset kilometrów, grubość nie przekracza kilkuset metrów i jest tak delikatna i przezroczysta, że ​​widać przez nią gwiazdy. Dolna krawędź firany jest dość ostro i wyraźnie zarysowana i często zabarwiona na czerwono lub różowo, nawiązując do granicy firany, górna stopniowo traci wysokość, co daje szczególnie efektowne wrażenie głębi przestrzeni.

Istnieją cztery rodzaje zórz polarnych:

Jednorodny łuk - listwa świecąca ma najprostszą, najspokojniejszą formę. Jest jaśniejszy od dołu i stopniowo znika w górę na tle blasku nieba;

Łuk promienisty - taśma staje się nieco bardziej aktywna i ruchliwa, tworzy małe fałdy i strużki;

Pasmo promieniste - wraz ze wzrostem aktywności większe fałdy nakładają się na małe;

Przy wzmożonej aktywności fałdy lub pętle rozszerzają się do ogromnych rozmiarów, dolna krawędź wstążki świeci jasno różową poświatą. Gdy aktywność ustaje, zmarszczki znikają, a taśma powraca do jednolitego kształtu. Sugeruje to, że jednolita struktura jest główną formą zorzy, a fałdy są związane ze wzrostem aktywności.

Często zdarzają się zorze innego rodzaju. Obejmują cały region polarny i są bardzo intensywne. Występują podczas wzrostu aktywności słonecznej. Te światła wyglądają jak białawo-zielona czapka. Takie zorze nazywane są szkwałami.

Zgodnie z jasnością zorzy są one podzielone na cztery klasy, różniące się od siebie o jeden rząd wielkości (czyli 10 razy). Pierwsza klasa obejmuje zorzę polarną, ledwo zauważalną i w przybliżeniu równą jasności droga Mleczna, blask czwartej klasy oświetla Ziemię tak jasno, jak księżyc w pełni.

Należy zauważyć, że powstała zorza polarna rozchodzi się na zachód z prędkością 1 km/s. Górne warstwy atmosfery w obszarze rozbłysków zorzy polarnej nagrzewają się i pędzą w górę, co wpłynęło na wzmożone spowolnienie sztucznych satelitów Ziemi przechodzących przez te strefy.

Podczas zorzy polarnej w ziemskiej atmosferze pojawiają się wiry. prądy elektryczne obejmujących duże obszary. Podniecają burze magnetyczne, tzw. dodatkowe niestabilne pola magnetyczne. Kiedy atmosfera świeci, emituje promieniowanie rentgenowskie, które najprawdopodobniej jest wynikiem wyhamowania elektronów w atmosferze.

Częstym rozbłyskom blasku prawie zawsze towarzyszą dźwięki przypominające hałas, trzaski. Zorza polarna ma ogromny wpływ na silne zmiany w jonosferze, co z kolei wpływa na warunki komunikacji radiowej, tzn. łączność radiowa znacznie się pogarsza, powodując silne zakłócenia, a nawet całkowitą utratę odbioru.

Pojawienie się zorzy polarnych.

Ziemia jest ogromnym magnesem, którego biegun północny znajduje się w pobliżu geograficznego bieguna południowego, a południe jest blisko północy. A linie siły pola magnetycznego Ziemi to linie geomagnetyczne wychodzące z obszaru przylegającego do północnego bieguna magnetycznego Ziemi. Obejmują one cały glob i wchodzą do niego w obszarze południowego bieguna magnetycznego, tworząc wokół Ziemi toroidalną sieć.

Przez długi czas uważano, że położenie linii pola magnetycznego jest symetryczne względem osi Ziemi. Ale w rzeczywistości okazało się, że tak zwany „wiatr słoneczny”, czyli strumień protonów i elektronów emitowany przez Słońce, uderza w powłokę geomagnetyczną Ziemi z wysokości około 20 000 km. Odciąga go od Słońca, tworząc w ten sposób rodzaj magnetycznego „ogonu” w pobliżu Ziemi.

W polu magnetycznym Ziemi elektron lub proton porusza się spiralnie, owijając się wokół linii geomagnetycznej. Cząstki te, które spadły z wiatru słonecznego w pole magnetyczne Ziemi, dzielą się na dwie części: jedna część wzdłuż linii pola magnetycznego natychmiast wpada w regiony polarne Ziemi, a druga część dostaje się do wnętrza teroidu i porusza się w nim , jak jest to możliwe zgodnie z regułą lewej ręki, wzdłuż zamkniętej krzywej ABC. W końcu te protony i elektrony również płyną wzdłuż linii geomagnetycznych w rejon biegunów, gdzie pojawia się ich zwiększona koncentracja. Protony i elektrony powodują jonizację i wzbudzenie atomów i cząsteczek gazów. Aby to zrobić, mają wystarczającą ilość energii. Ponieważ protony docierają do Ziemi z energiami 10000-20000 eV (1 eV = 1,6 10 J), a elektrony o energiach 10-20 eV. A do jonizacji atomów konieczne jest: dla wodoru - 13,56 eV, dla tlenu - 13,56 eV, dla azotu - 124,47 eV, a jeszcze mniej dla wzbudzenia.

Zgodnie z zasadą, jak to się dzieje w rurkach z rozrzedzonym gazem, gdy przepływają przez nie prądy, wzbudzone atomy gazu oddają otrzymaną energię w postaci światła.

Zielona i czerwona poświata, zgodnie z wynikami badań spektralnych, należy do wzbudzonych atomów tlenu, a podczerwona i fioletowa poświata należą do zjonizowanych cząsteczek azotu. Niektóre linie emisyjne tlenu i azotu powstają na wysokości 110 km, a czerwona poświata tlenu powstaje na wysokości 200-400 km. Kolejnym słabym źródłem światła czerwonego są atomy wodoru powstałe w górnej atmosferze z protonów przybyłych ze Słońca. Taki proton po wychwyceniu elektronu zamienia się w wzbudzony atom wodoru i emituje czerwone światło.

Po rozbłyskach na Słońcu rozbłyski zorzy polarnej zwykle pojawiają się w dzień lub dwa. Wskazuje to na związek między tymi zjawiskami. Badanie z użyciem rakiet wykazało, że w miejscach o większej intensywności zorzy, więcej wysoki poziom jonizacja gazów przez elektrony. Według naukowców maksymalna intensywność zorzy polarnej osiągana jest u wybrzeży oceanów i mórz.

Istnieje szereg trudności w naukowym wyjaśnieniu wszystkich zjawisk związanych z zorzami polarnymi. Oznacza to, że mechanizm przyspieszania cząstek do pewnych energii nie jest do końca poznany, trajektorie ich ruchu w przestrzeni okołoziemskiej nie są jasne, mechanizm powstawania luminescencji nie jest do końca jasny. różnego rodzaju, pochodzenie dźwięków jest niejasne, nie wszystko zgadza się ilościowo w bilansie energetycznym jonizacji i wzbudzenia cząstek.

Używane książki:

1. „Fizyka w przyrodzie”, autor - L. V. Tarasov, wydawnictwo „Prosveshchenie”, Moskwa, 1988.
2. „Zjawiska optyczne w przyrodzie”, autor - V. L. Bułat, wydawnictwo „Prosveshchenie”, Moskwa, 1974.
3. „Rozmowy o fizyce, część II”, autor - MI Bludov, wydawnictwo Prosveshchenie, Moskwa, 1985.
4. "Fizyka 10", autorzy - G. Ya Myakishev B. B. Bukhovtsev, wydawnictwo "Prosveshchenie", Moskwa, 1987.
5. „Słownik encyklopedyczny młodego fizyka”, opracowany przez V. A. Chuyanov, wydawnictwo „Pedagogy”, Moskwa, 1984.
6. „Podręcznik fizyki dla uczniów”, opracowany przez Towarzystwo Filologiczne „Slovo”, Moskwa, 1995.
7. „Fizyka 11”, N. M. Shakhmaev, S. N. Shakhmaev, D. Sh. Shodiev, wydawnictwo Prosveshchenie, Moskwa, 1991.
8. „Rozwiązanie problemów w fizyce”, V. A. Shevtsov, wydawnictwo książkowe Niżne-Wołżski, Wołgograd, 1999.

Otacza nas nieskończenie różnorodny świat substancji i zjawisk.

Ciągle się zmienia.

Wszelkie zmiany zachodzące w ciałach nazywane są zjawiskami. Narodziny gwiazd, zmiana dnia i nocy, topnienie lodu, puchnięcie pąków na drzewach, błyski piorunów podczas burzy i tak dalej - wszystko to są zjawiska naturalne.

Przypomnij sobie, że ciała składają się z substancji. Zauważ, że w niektórych zjawiskach substancje ciał się nie zmieniają, podczas gdy w innych zmieniają się. Na przykład, jeśli rozedrzesz kawałek papieru na pół, to pomimo zmian, które zaszły, papier pozostanie papierem. Jeśli papier zostanie spalony, zamieni się w popiół i dym.

Zjawiska, w których wielkość, kształt ciał, stan substancji mogą się zmieniać, ale substancje pozostają takie same, nie zmieniają się w inne, nazywane są zjawiskami fizycznymi(parowanie wody, blask żarówki, dźwięk strun) instrument muzyczny itp.).

Zjawiska fizyczne są niezwykle różnorodne. Wśród nich wyróżniają się mechaniczne, termiczne, elektryczne, oświetleniowe itd.

Pamiętajmy, jak chmury unoszą się po niebie, leci samolot, jedzie samochód, spada jabłko, toczy się wózek itp. We wszystkich tych zjawiskach przedmioty (ciała) się poruszają. Zjawiska związane ze zmianą pozycji ciała w stosunku do innych ciał nazywane są mechaniczny(przetłumaczone z greckiego „mehane” oznacza narzędzie mechaniczne).

Wiele zjawisk jest spowodowanych zmianą ciepła i zimna. W tym przypadku zmieniają się właściwości samych ciał. Zmieniają kształt, wielkość, zmienia się stan tych ciał. Na przykład po podgrzaniu lód zamienia się w wodę, woda w parę; Gdy temperatura spada, para zamienia się w wodę, a wodę w lód. Zjawiska związane z nagrzewaniem i chłodzeniem ciał nazywane są termiczny(Rys. 35).

Ryż. 35. Zjawisko fizyczne: przejście materii z jednego stanu do drugiego. Jeśli zamrozisz krople wody, lód pojawi się ponownie

Rozważać elektryczny zjawiska. Słowo „elektryczność” pochodzi od greckiego słowa „elektron” - bursztyn. Pamiętaj, że gdy szybko zdejmiesz wełniany sweter, usłyszysz delikatne trzaski. Jeśli zrobisz to samo w całkowitej ciemności, zobaczysz również iskry. To najprostsze zjawisko elektryczne.

Aby zapoznać się z innym zjawiskiem elektrycznym, wykonaj następujący eksperyment.

Oderwij małe kawałki papieru i połóż je na powierzchni stołu. Czyste i suche włosy rozczesz plastikowym grzebieniem i przyłóż do kawałków papieru. Co się stało?

Ryż. 36. Grzebień przyciąga małe kawałki papieru

Ciała, które są zdolne do przyciągania lekkich przedmiotów po potarciu, nazywane są zelektryzowany(Rys. 36). Błyskawica podczas burzy, zorzy polarnej, elektryfikacja papieru i tkanin syntetycznych – to wszystko zjawiska elektryczne. Działanie telefonu, radia, telewizji, różnych urządzeń gospodarstwa domowego to przykłady wykorzystania przez człowieka zjawisk elektrycznych.

Zjawiska związane ze światłem nazywane są światłem. Światło pochodzi od słońca, gwiazd, lamp i niektórych żywych istot, takich jak świetliki. Takie ciała nazywają się świetlny.

Widzimy, kiedy światło pada na siatkówkę. Nie możemy widzieć w absolutnej ciemności. Obiekty, które same nie emitują światła (na przykład drzewa, trawa, strony tej książki itp.) są widoczne tylko wtedy, gdy otrzymują światło od jakiegoś świetlistego ciała i odbijają je od swojej powierzchni.

Księżyc, o którym często mówimy jako o świetle nocnym, jest w rzeczywistości jedynie rodzajem reflektora światła słonecznego.

Studiując fizyczne zjawiska natury, człowiek nauczył się wykorzystywać je w życiu codziennym, codziennym życiu.

1. Co nazywamy zjawiskami naturalnymi?

2. Przeczytaj tekst. Wymień, jak się w nim nazywają zjawiska naturalne: „Nadeszła wiosna. Słońce robi się coraz cieplejsze. Śnieg topnieje, płyną strumienie. Pąki nabrzmiewały na drzewach, wlatywały gawrony.

3. Jakie zjawiska nazywamy fizycznymi?

4. Spośród wymienionych poniżej zjawisk fizycznych wypisz zjawiska mechaniczne w pierwszej kolumnie; w drugim - termiczny; w trzecim - elektryczny; w czwartym - zjawiska świetlne.

Zjawiska fizyczne: błyskawica; topnienie śniegu; Wybrzeże; topienie metali; działanie dzwonka elektrycznego; tęcza na niebie; promień słońca; ruchome kamienie, piasek z wodą; wrzątek.