Примеры физических явлений

☰

Все физические тела состоят из вещества, и со всеми физическими телами происходят различные физические явления. Физические явления бывают: механическими, тепловыми, звуковыми, оптическими, электрическими и магнитными. Бывают и другие физические явления.

К механическим физическим явлениям относятся различные движения и взаимодействия тел. Человек может идти, мяч сталкиваться с поверхностью Земли и отскакивать, планеты двигаться по орбитам вокруг своих звезд, автомобили набирать скорость (ускоряться), лифт подниматься и опускаться.

Тепловые явления связаны с изменением температуры тел и возникающими в следствие этого изменениями их физического состояния. Так тела способны нагреваться и охлаждаться. Некоторые при этом плавятся (как железо на заводе или воск свечи при ее горении), другие испаряются (вода при нагревании), третьи переходят из газа в жидкое состояние или из жидкого в твердое (кислород при сильном охлаждении может сжижаться, вода превращается в лед).

К звуковым относят явления, связанные с распространением звука в различных средах (где быстрее распространяется звук, в воде или воздухе?), поведением звуковых волн при столкновении с препятствиями (что такое эхо?) и другие явления, связанные со звуком.

Оптические явления связаны со светом. Способность видеть у животных (в том числе и человека) возникла благодаря тому, что в природе есть свет. Под воздействием света растения синтезируют органические вещества (однако это не оптическое явление!). Такой раздел физики как оптика изучает, как свет распространяется, отражается от предметов, преломляются, проходя через различные среды.

Электрические и магнитные явления связаны друг с другом, поэтому изучаются совместно. Мы привыкли к электричеству и часто даже не задумываемся, с чем связано это явление. Оно связано с существованием электрически заряженных частиц. Открытие и изучение электрических явлений в недалеком прошлом позволили нам уже сейчас пользоваться электрическим освещением, превращать электричество в движение тел, изобрести телевидение и компьютеры. Магнитные явления можно наблюдать, когда постоянные магниты взаимодействуют между собой (Земля и компас) или притягивают железные предметы.

Физические явления

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

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

Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить ещё на более мелкие части, растворив его в воде. Если же выпарить из раствора сахара воду,  молекулы сахара снова соединяться друг с другом в кристаллы. Но и растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся сахаром.

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

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

Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое вещество, имеют в виду состояние вещества  в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры. Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии, потому что температура там составляет 6000˚С. А, например, углекислый газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».

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

Все физические явления можно разделить на несколько групп.

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

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

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

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

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

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

© blog.tutoronline.ru,
при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Материалы к вступительным испытаниям по физике
Военной академии связи
им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного

Физика и физические методы изучения природы

Физика — наука о природе. Физические тела и явления. Наблюдение и описание физических явлений. Физический эксперимент. Моделирование явлений и объектов природы.

Физические величины и их измерение. Точность и погрешность измерений. Международная система единиц.

Физические законы и закономерности. Физика и техника. Научный метод познания. Роль физики в формировании естественнонаучной грамотности.

Механические явления

Механическое движение. Материальная точка как модель физического тела. Относительность механического движения. Система отсчета. Физические величины, необходимые для описания движения и взаимосвязь между ними (путь, перемещение, скорость, ускорение, время движения). Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение. Равномерное движение по окружности. Первый закон Ньютона и инерция. Масса тела. Плотность вещества. Сила. Единицы силы. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Свободное падение тел. Сила тяжести. Закон всемирного тяготения. Сила упругости. Закон Гука. Вес тела. Невесомость. Связь между силой тяжести и массой тела. Динамометр. Равнодействующая сила. Сила трения. Трение скольжения. Трение покоя. Трение в природе и технике.

Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Механическая работа. Мощность. Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия. Превращение одного вида механической энергии в другой. Закон сохранения полной механической энергии.

Простые механизмы. Условия равновесия твердого тела, имеющего закрепленную ось движения. Момент силы. Центр тяжести тела. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Рычаги в технике, быту и природе. Подвижные и неподвижные блоки. Равенство работ при использовании простых механизмов («Золотое правило механики»). Коэффициент полезного действия механизма.

Давление твердых тел. Единицы измерения давления. Способы изменения давления. Давление жидкостей и газов Закон Паскаля. Давление жидкости на дно и стенки сосуда. Сообщающиеся сосуды. Вес воздуха. Атмосферное давление. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах. Гидравлические механизмы (пресс, насос). Давление жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила. Плавание тел и судов Воздухоплавание.

Механические колебания. Период, частота, амплитуда колебаний. Резонанс. Механические волны в однородных средах. Длина волны. Звук как механическая волна. Громкость и высота тона звука.

Тепловые явления

Строение вещества. Атомы и молекулы. Тепловое движение атомов и молекул. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. Броуновское движение. Взаимодействие (притяжение и отталкивание) молекул. Агрегатные состояния вещества. Различие в строении твердых тел, жидкостей и газов.

Тепловое равновесие. Температура. Связь температуры со скоростью хаотического движения частиц. Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии тела. Теплопроводность. Конвекция. Излучение. Примеры теплопередачи в природе и технике. Количество теплоты. Удельная теплоемкость. Удельная теплота сгорания топлива. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления. Испарение и конденсация. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара. Кипение. Зависимость температуры кипения от давления. Удельная теплота парообразования и конденсации. Влажность воздуха. Работа газа при расширении. Преобразования энергии в тепловых машинах (паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель). КПД тепловой машины. Экологические проблемы использования тепловых машин.

Электромагнитные явления

Электризация физических тел. Взаимодействие заряженных тел. Два рода электрических зарядов. Делимость электрического заряда. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Проводники, полупроводники и изоляторы электричества. Электроскоп. Электрическое поле как особый вид материи. Напряженность электрического поля. Действие электрического поля на электрические заряды. Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора.

Электрический ток. Источники электрического тока. Электрическая цепь и ее составные части. Направление и действия электрического тока. Носители электрических зарядов в металлах. Сила тока. Электрическое напряжение. Электрическое сопротивление проводников. Единицы сопротивления.

Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома для участка цепи. Удельное сопротивление. Реостаты. Последовательное соединение проводников. Параллельное соединение проводников.

Работа электрического поля по перемещению электрических зарядов. Мощность электрического тока. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля — Ленца. Электрические нагревательные и осветительные приборы. Короткое замыкание.

Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Магнитное поле тока. Опыт Эрстеда. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли. Электромагнит. Магнитное поле катушки с током. Применение электромагнитов. Действие магнитного поля на проводник с током и движущуюся заряженную частицу. Сила Ампера и сила Лоренца. Электродвигатель. Явление электромагнитной индукция. Опыты Фарадея.

Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Электрогенератор. Переменный ток. Трансформатор. Передача электрической энергии на расстояние. Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи и телевидения. Влияние электромагнитных излучений на живые организмы.

Свет – электромагнитная волна. Скорость света. Источники света. Закон прямолинейного распространение света. Закон отражения света. Плоское зеркало. Закон преломления света. Линзы. Фокусное расстояние и оптическая сила линзы. Изображение предмета в зеркале и линзе. Глаз как оптическая система. Дисперсия света.

Квантовые явления

Строение атомов. Планетарная модель атома. Квантовый характер поглощения и испускания света атомами. Линейчатые спектры.

 Опыты Резерфорда.

Состав атомного ядра. Протон, нейтрон и электрон. Закон Эйнштейна о пропорциональности массы и энергии.

Дефект масс и энергия связи атомных ядер.

Радиоактивность. Период полураспада. Альфа-излучение.

Бета-излучение

Гамма-излучение. Ядерные реакции. Источники энергии Солнца и звезд. Ядерная энергетика. Дозиметрия.

Физические процессы и явления в жизни домашней кошки



В данной статье проведено исследование существующих физических явлений на примере домашнего питомца — кошки Ласки. Определяется, что кошачья жизнь сопряжена с механическими, тепловыми, электрическими и оптическими физическими явлениями.

Ключевые слова:



физические явления, методы изучения, механические, тепловые, электрические, оптические явления.

Как сказал знаменитый британский физик, отец «ядерной физики» Эрнест Резерфорд: «Все науки делятся на физику и коллекционирование марок». В этих простых словах кроется большая истина, ведь физика — одна из основных наук о природе.

Вездесущность физических явлений натолкнула меня на мысль о том, что физика — это наука понимать природу. Мы, как и «братья наши меньшие», домашние животные, частицы этой природы, следовательно, все законы физической науки должны найти и в нас, и в них свое проявление. Таким образом, была сформирована цель исследования и вытекающие из нее задачи.

Цель: определить физику как науку о явлениях природы, физические явления и способы изучения физических явлений на примере повседневной жизни домашней кошки.

Гипотеза: если физика окружает нас повсюду, то животные, в том числе и моя кошка Ласка, должны подчиняются основным физическим законам.

Задачи исследования:

 изучить литературу, содержащую информацию о физических явлениях и методах их изучения

 определить, какие конкретно физические явления присутствуют в жизни домашней кошки Ласки

Явления природы, изучением которых занимается физика, называются физическими. Все их условно можно разделить на такие группы:

1. механические
2. тепловые
3. электромагнитные
4. световые (оптические)

Для изучения физических явлений в природе используют различные методы. Самым доступным является наблюдение.

Однако наблюдения не всегда могут удовлетворить ученых. Происходит это по ряду причин:

– часто явление протекает быстро, например, молния;

– их не всегда и не везде можно наблюдать, например, полярное сияние:

– в природе явления почти не встречаются в “чистом виде”, их сопровождают другие явления. Например, капля дождя при своем падении может испаряться.

– природные условия далеко не всегда позволяют ответить на вопрос, что будет со свойством вещества при изменении условий. Например, какой будет твердость алмаза при очень низкой температуре?

Поэтому для изучения многих явлений приходится осуществлять их в лаборатории, т. е. ставить опыты. Опыты отличаются от наблюдений тем, что их проводят с определенной целью, по заранее обдуманному плану и во время опыта обычно выполняются специальные измерения. Наблюдения и опыты — источники физических знаний.

Полученные в ходе наблюдений и опытов факты надо объяснить, опираясь на уже известное. Это — этап теоретического осмысления. Он требует от человека обширных знаний, способности к догадке и обобщению. Ученые выдвигают догадку (гипотезу), т. е. дают объяснение, почему происходит то или иное явление. Когда выдвинута гипотеза — это еще не значит, что сделано открытие. Для того чтобы убедиться в правильности выдвинутой гипотезы (догадки), ученые ставят контрольный опыт

Последний этап — опытная проверка правильности найденного объяснения. Таким образом, изучение физического явления обычно проходит следующие четыре этапа.

1-й этап. Наблюдение явления в природе.

2-й этап. Воспроизведение явления в лаборатории, т. е. постановка опыта.

3-й этап. Осмысление явления и его объяснение, выдвижение гипотезы.

4-ый этап. Опытная проверка правильности найденного объяснения (контрольный опыт) [6].

Таким образом, к методам изучения физических явлений относят:

– наблюдение;

– эксперимент;

– моделирование.

Объектом исследования данной работы являлась кошка Ласка. Возраст — 5 лет, вес — 7,3 кг. Как объект экспериментальных и теоретических исследований кошка всегда привлекала выдающиеся физические умы. Классическим примером стали рассуждения о способности кошки подтверждать закон сохранения момента импульса — она всегда приземлялась на четыре лапы. Подробно этот феномен освещался во многих трудах [5].

Проанализируем механические явления в жизни кошки. Механическое явление — это движение тел, то есть изменение их взаимного положения в пространстве, а также взаимодействие между телами. Механические явления встречаются в жизни кошки Ласки буквально на каждом шагу, так как ходьба — это движение, при котором мы взаимодействуем с Землей. Ходьба, прыжки, приземления на лапы, потягивание, простые механизме в скелете, обтекаемая форма меха при беге, даже мурлыканье — это все механические явления.

Ходьбу и бег кошки можно рассматривать как колебательное движение, в процессе которого, то нарушается, то восстанавливается равновесие тела

Особый интерес представляет приземление кошки на лапы (рис.1).

Рис.1. Приземление кошки на лапы

Хвост во время падения совершает вращение, заставляющее все тело животного поворачиваться в обратном направлении; так продолжается до тех пор, пока органы равновесия кошки не отметят, что ее голова заняла правильное положение относительно поля тяготения. Затем происходит выравнивание тела животного относительно его продольной оси. Концом вращений кошки является сведение лап вместе, при этом она выгибает спину, хвост играет роль амортизатора.

Тепловые явления — это нагревание и охлаждение тел, а также переходы вещества, из которого состоят тела, из одного состояния в другое (из газообразного в жидкое и наоборот, а также из жидкого в твердое и наоборот). Самым основным тепловым явлением в жизни кошки является температура тела. Температура тела кошки в нормальном состоянии колеблется в пределах 38,0–39,5°С, у котят — более высокая. Температура тела зависит от физической и психической активности кошки. Нормальная температура тела кошек выше, чем у человека, так что при меньшей массе тела ей требуется больше затрат энергии для поддержания температуры на постоянном уровне. Контроль температуры тела в значительной степени увеличивается выбором кошкой своего места. В теплый день она то и дело будет переходить из солнца в тень и обратно для поддержания внутреннего комфорта. При резком повышении температуры окружающей среды (например, в закрытом автомобиле, оставленном на солнце) у кошки может случиться тепловой удар.

Большую роль в теплообмене играет шерсть кошки: ее волосяной покров. Распределение тепла в организме кошки представлено на рис.2.

Рис.2. Термограмма (распределение температуры тела) кошки

Знаете ли вы, что, даже поглаживая кошку, мы получаем электрический заряд? Правда, чтобы зажечь обычную лампочку, нам придется одновременно гладить несколько миллионов кошек. Когда кошку гладят по шерсти в сухую погоду или в сухом помещении, шерсть от трения быстро электризуется. Если гладить долго или сильно, то возникает разряд — искра. Отмечу, что данное явление вызывает у кошки неприятные ощущения.

Оптическими, или световыми, явлениями называют явления, связанные со светом. Зрение кошки — пример оптического явления (рис.3).

Рис.3. Зрение кошек

Глаз — это орган, через который кошка получает значительную часть информации. Оба глаза кошки смотрят в одном направлении. Расположение глаз кошки уникально. Ее поле зрения вдвое шире, чем у собаки, и в полтора раза, чем у человека. Даже если кошка сидит боком к вам, она вас видит. Глаза у кошек велики по сравнению с размерами их головы. У них, в отличие от человека, есть третье веко, известное под названием «мигательная перепонка». Оно ослабляет яркий свет и защищает глаза от повреждений. При ярком свете зрачок кошки сужается и превращается в узкую вертикальную полоску, а в темноте расширяется и становится круглым. Глаза у кошки обладают удивительным свойством: они светятся в темноте

Таким образом, в данной работе проведено исследование существующих физических явлений на примере домашнего питомца — кошки Ласки и определено, что кошачья жизнь сопряжена с механическими, тепловыми, электрическими и оптическими физическими явлениями.

Литература:

1. Белага В. В., Ломаченков И. А., Панебратцев Ю. А. Учебник Физика — 7 Сферы. Москва «Просвещение» — 2014 г.- 143 с.
2. Генденштейн Л. Э. Физика, 7 кл.: Учебник для средних общеобразовательных школ. — Х.: Гимназия, 2007. — 208 с.
3. Нестерова Д. В. Кошкотерапия. Пушистое лекарство. М.: Рипол классик, 2008. — 66 с.
4. Сибрук В. Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории. Научно-популярное издание. — Перевод с англ. В. С. Вавилова под ред. акад. С. И. Вавилова. — М. — Л.: ОГИЗ — Гостехтеориздат, 1946. — 158 с.
5. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Том 1. Механика. М.: Наука, 1979. — 520 с.
6. Физические явления и эффекты в технических системах: учеб. пособие / В. Л. Бурковский, Ю. Н. Глотова, Д. А. Ефремов, А. В. Романов. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет». 2007. — 247 с.

Основные термины (генерируются автоматически): явление, кошка, домашний питомец, контрольный опыт, кошачья жизнь, яркий свет, опытная проверка правильности, жизнь кошки, кошка Ласки, метод изучения.

Физические явления на кухне

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

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

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

Явления в природе. Физические явления

1. Явления в природе Физические явления

3. Явления – это изменения, происходящие с телами природы

4. Биологические явления – все явления, которые происходят с телами живой природы

C:\Documents and
Settings\Admin\Рабочий
тол\0a2b1817d265ff9187c115791e007e49
.jpg
Физическое явление –
это изменение
состояния вещества
или его формы
Изменение формы
гвоздя при ударе
молотком
Плавление
парафина
Растворение
сахара в
воде

9. Физические явления изучает наука о природе ФИЗИКА

10. Химические явления

11. Химические явления – это явления при которых из одних веществ образуются другие

Явления
биологические
физические
химические

13. Разнообразие физических явлений

При
физических
явлениях
сохраняется
состав
вещества

14. Тепловые явления

15. Электрические явления

Электрический скат –
донная рыба
СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

18. Механические явления

Примеры механических
явлений в мире животных

21. Звуковые явления

Музыкальный
инструмент
Автомобиль
Мир звуков
Рот
Ухо
Звуки помогают человеку
ориентироваться в окружающем его мире

22. Магнитные явления

23. О каких явлениях идет речь?

* растет подснежник
*почернело серебро
*плывет лодка
*головастик превратился в лягушку
*звучит музыка
*бегут лошади
*светит солнце

24. Использованные материалы

1.Явления – Википедия.
2.Физика. 7 класс. Учебник/Ф.Я.Боженова, Н.М.Кирюхин Изд.
«Ранок»,2007 год
3.www.googletagservises com
4.tutornline.ru/blog/fizicheskie-jav…
5.sites,google.com/site/himulacom/zvo…
6.http //www.liveinternet.ru/users/1894087/blog/pade4html
7.http //tana,ucoz.ru/
8.http //biologi1.ucoz.ru/load/3
9.egubova-ludmila.3dn.ru/load/fiziche
10.priro-resurs.3dn.pube/prepodavan…

Викторина «Физические явления природы» — физика, прочее

Викторина « Физика зимой»

Цель: способствовать развитию творческих способностей.

Задачи: Способствовать развитию интереса к изучению физики.

Расширить и углубить знания учащихся.

«Среди всех наук особую прелесть для меня представляет физика»

( Р. Э. Пайерлс, английский физик-теоретик)

Удивляйся и влюбляйся. 

В мир, подобный хрусталю.

Хрупкий он, нужна забота.

Горам, морю и цветку.

Жизнь люби и удивляйся — интересное кругом! 

1.Почему пушистый мех греет лучше, чем слежавшийся?

Ответ: Пушистый мех больше задерживает между своими волосками теплого нагретого телом человека воздуха. Поэтому он лучше «греет».

2.Почему наши глаза не ощущают холода?

Ответ: Глаза не имеют нервных окончаний, чувствительных к холоду.

3.Некоторые туристы, путешествующие зимой, строят для ночлега домики из снежных кирпичей, эти домики называют «иглу». Почему туристы «иглу» предпочитают палатке?

Ответ: Теплопроводность снега благодаря воздуху между снежинками мала , поэтому тепло в «иглу» сохраняется, температура может достигать +10°С .

4.Почему ртутный термометр перестает служить при очень сильном морозе?

Ответ: Потому, что при 39 холода ртуть замерзает.

5.Когда человеку холодно, он начинает дрожать. Почему?

Ответ: Дрожь – одна из форм защиты организма от холода. При дрожи происходят мышечные сокращения, вызывающие в организме образование тепла.

6.Почему мокрое белье высыхает на морозе?

Ответ: На морозе вода, находящаяся в мокром белье превращается в мелкие кристаллики, которые постепенно выветриваются. Кроме того и на морозе продолжается испарение воды. Оно зависит от влажности воздуха, разницы температур воздуха и испаряющей поверхности и от силы ветра.

7.Почему металлическая ручка двери кажется холоднее, чем деревянная

Ответ: Потому, что металл – хороший проводник тепла, быстрее, чем дерево, отнимает тепло у прикоснувшейся к нему руки.

8.Почему зимой тяга в печных трубах больше, чем летом? 

Ответ: Зимой тяга больше из-за разницы между наружным давлением и давлением в топке и трубе.

9.Почему глубокий рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания?

Ответ: Рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания, потому, что в силу своей пористости, он обладает малой теплопроводностью.

10.Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

Ответ: Воздух охлаждается способом конвекции. Поступающий из форточки холодный воздух опускается вниз, и постепенно вытесняя теплый на улицу, заполняет комнату.

11.Почему вода не замерзает под толстым слоем льда?

Ответ: Потому что под слоем льда отсутствует конвекция. Тёплая вода с большей плотностью(4°С ) находится у дна и постепенно холодеет при приближении ко льду.

12.Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

Ответ: Потому что тела с тёмной поверхностью лучше поглощают солнечные лучи.

13.Почему двойные рамы защищают от холода?

Ответ: Воздух между рамами обладает низкой теплопроводностью и тем самым препятствует теплообмену между улицей и помещением.

14.Объясните, почему рыхлый снег предохраняет растения от вымерзания. Ответ: Снег предохраняет от проникновения холода снаружи за счёт содержащегося в нём воздуха с низкой теплопроводностью.

15.Когда лучше скольжение коньков и саней: в обычный зимний день или в большой мороз? Почему?

Ответ: В обычный день, так как лёд в этот день под лезвиями коньков тает быстрее.

16.Зачем на нижней поверхности лыж делается продольная выемка?

Ответ: Для сохранения устойчивости в движении, чтобы лыжи не соскальзывали с лыжни в сторону.

17.Спускаясь с горы, лыжник слегка приседает. Почему?

Ответ: Когда лыжник приседает, центр тяжести его опускается, и лыжник оказывается в более устойчивом положении.

18.Почему провода на линиях электропередачи зимой натянуты, а  летом висят?

 Ответ: При нагревании металлические провода удлиняются

19.Чтобы не задыхалась рыба (особенно карп) в зимнее время, в небольших замерзших водоемах делают проруби и нагнетают воздух под лед. Зачем это делают?

Ответ: Рыба задыхается из-за недостатка кислорода растворенного в воде. Делая проруби, или нагнетая воздух под лед, тем самым за счет диффузии обогащают воду кислородом.

20.Почему, после того, как ранней весной начало пригревать солнышко, снег становится не рыхлым и пушистым, а твердым, в виде крупинок?

Ответ: Под действием солнца верхние слои снега тают, вода просачивается вниз и пропитывает нижние слои. Ночью они промерзают, и образуются кристаллики льда — крупинки

21.Как лепится снежок?

Ответ: Когда лепят снежок, комок снега сжимают. Под давлением снег (поверхностный слой) расплавляется, превращаясь в воду.  Затем, эта вода  просачивается внутрь и замерзая,  удерживает слепленный снежок.

22.Почему лыжи скользят по снегу?

Ответ: В результате трения лыж о снег тонкий поверхностный слой снега слегка подтаивает, и вода обеспечивает смазку, по которой лыжи скользят. 

23.Зачем лыжи смазывают?

Ответ: Если температура снега много ниже точки таяния, то водяной слой не возникает, и тогда для уменьшения трения лыжи необходимо смазывать лыжной мазью.

24.Почему глаза человека не ощущают холода?

Ответ: Мы ощущаем холод не всей кожей, а только отдельными её точками, в которых имеются чувствительные к холоду окончания нервов. Глаза таких точек не имеют.

25.Почему у человека волосы, ресницы, усы в морозный день покрываются инеем?

Ответ: Выдыхаемые пары, соприкасаясь с холодными предметами, конденсируется на них.

26.Почему в безветренную погоду мороз переносится легче, чем при сильном ветре?

Ответ: Причины две: теплообмен и испарение. Слой воздуха, который находится около лица, нагрет, так как соприкасается с нагретым телом и увлажнен, потому что испарение с поверхности кожи происходит при любой температуре. При ветре нагретый телом воздух быстро сменяется новой порцией более холодного и более сухого воздуха. Это интенсифицирует процесс теплообмена, так как поддерживается более высокая разность температур, а также ускоряет процесс испарения, потому что покинувшие поверхность лица быстрые молекулы воды не возвращаются обратно.

27.Почему горячая вода замерзает быстрее холодной такой же массы?

Ответ: Если одинаковые массы горячей и холодной воды выставить на мороз, то более сильное испарение горячей воды приведет к тому, что ее масса уменьшится скорее.

28.Температура таяния льда 0°С. Но зимой снег лежит и при более высокой температуре. Почему?

Ответ: Снег плохо проводит тепло и имеет большую удельную теплоту плавления. Поэтому он тает очень медленно, и при 0°С может сохраниться длительное время.

29.Как греются в мороз дикие утки?

Ответ: Ныряют ко дну водоема, там температура воды держится около +4°С.

30.Почему изморозь (иней) на деревьях исчезает иногда без оттепелей?

Ответ: Испарение твердого вещества.

31.Почему в сильный мороз деревья трещат?

Ответ: Соки, содержащиеся в дереве, при замерзании увеличиваются в объеме и с треском разрывают волокна.

32.Почему свежевыпавший снег белый?

Ответ: Свежевыпавший снег отражает почти все падающие на него солнечные лучи. Снег состоит из мелких кристалликов льда, между которыми находится воздух. На границе раздела «снежинка-воздух происходит полное отражение».

33.Почему в морозную погоду птицы сидят нахохлившись?

Ответ: Нахохлившиеся птицы не мёрзнут. Между перьями птиц есть воздух, который является плохим проводником тепла и помогает птицам сохранить тепло тела.

34.Почему, чтобы согреть пальцы на морозе, рекомендуют вращать руками и энергично описывать дуги ногой?

Ответ: Чтобы согреть пальцы, надо увеличить приток крови. Здесь срабатывает эффект центрифуги: вращая руками и энергично описывая дуги ногой, человек увеличивает приток крови к конечностям за счёт её отбрасывания от центра вращения.

35.Замечали ли вы, что, оступившись с утоптанной тропинки, можно довольно глубоко провалиться в рыхлый снег? А в начале весны, когда снег оседает при таянии, тропинки иногда оказываются даже выше окружающей снежной целины. Чем это можно объяснить?

Ответ: Двигаясь по тропинке, мы наступаем на снег и тем самым утаптываем его. Зимой уровень утоптанной тропинки ниже уровня окружающего пушистого снега. В углубление ветер наметает снег, который тоже утаптывают путники. Таким образом, каждый снегопад с ветром увеличивает количество снега на тропинке больше, чем вокруг нее. Весной обледенелая тропинка тает медленнее, чем окружающий рыхлый снег.

36.Почему лыжники и конькобежцы после финиша накидывают на себя пальто или одеяло, хотя на дистанции им было очень жарко?

Ответ: Вспотевший спортсмен теряет много тепла при испарении, что может привести к простуде, если не укрыться.

Физика в литературе.

1.А. С. Пушкин

Татьяна пред окном стояла,

На стёкла хладные дыша,

Задумавшись, моя душа,

Прелестным пальчиком писала

На отуманенном стекле

Заветный вензель О да Е.

Почему стекло стало «отуманенным»?

Ответ. Стекло было холодное, и когда на него попадал тёплый воздух, то содержащийся в воздухе водяной пар начал охлаждаться, а затем конденсироваться. Стекло покрылось туманом.

2.А. С. Пушкин

Опрятней модного паркета

Блистает речка, льдом  одета.

Мальчишек радостный народ

Коньками звучно режет лед.

Почему коньки  режут лед?

Ответ:

«Режут лед» — т.е. легко скользят по льду. Лезвия коньков тонкие, поэтому давление на лед большое. Под давлением лед плавится, образуется хорошая смазка. Коэффициент трения становится малым, прикладывая небольшие усилия, мальчишки быстро перемещаются.

3.А. А. Фет   «Метель»

Все молчит, — лучина с треском

Лишь горит багровым блеском

Да по кровле ветр шумит.

Почему лучина «горит с треском»?

Треск лучины при горении можно объяснить тем, что при повышенной влажности деревянные предметы отсыревают. При горении влага из древесины интенсивно испаряется. Увеличиваясь в объеме, пар с треском разрывает древесные волокна.

4. М.А.Дудин.

Ах, как играет этот Север!

Ах, как пылает надо мной

Разнообразных радуг веер

В его короне ледяной!

 Ему, наверно, по натуре

Холодной страсти красота,

Усилием магнитной бури

Преображенная в цвета…

О каком явлении идет речь?

Ответ: О полярном сиянии.

5.И. А Бунин. «На окне, серебряном от инея…» 

Ответ: Конвекционные потоки воздуха, соприкасаясь с зимними холодными оконными стеклами, охладились; при этом водяные пары, содержащиеся в этих потоках, сконденсировались, охладились и кристаллизовались.

6.М.М.Пришвин. Птицы под снегом.

Почему рябчику под снегом тепло?

Ответ: Снег обладает плохой теплопроводностью.

У рябчика в снегу два спасения: первое — это под снегом тепло ночевать, а второе — снег тащит с собой на землю с деревьев разные семечки на пищу рябчику. Под снегом рябчик ищет семечки, делает там ходы и окошечки вверх для воздуха.

7.Джек Лондон «Белое безмолвие»

«Путники суровой зимой разожгли костер. Над костром устроили примитивный полог: натянули кусок парусины, чтобы он задерживал тепло и отбрасывал его вниз, — способ хорошо известный людям, которые учатся физике у природы»

Вопрос: почему теплый воздух поднимается вверх?

Ответ: теплый воздух имеет меньшую по сравнению с окружающим воздухом плотность, под действием архимедовой силы он поднимается вверх.

8. А.А.Фадеев «Молодая гвардия»

«Отремонтированную немцами водокачку оставили наполненной водой. А ночью «ударили» морозы, в результате чего трубы раздулись, полопались, вся система пришла в негодность. Все нужно было начинать сначала»

Вопрос: какая физическая закономерность помогла подпольщикам в их борьбе против фашистов?

Ответ: при кристаллизации объем воды увеличивается.

Вопросы Шерлока Холмса

1.Была зима. Шерлок Холмс вошел в комнату с улицы. Сквозь замёрзшие окна был виден лишь край дороги. «Хозяйка квартиры ленивая, — подумал он. Почему он сделал такой вывод?
Ответ. Окна в квартире хозяйки замёрзли. Значит, в пространство между рамами проник из комнаты тёплый влажный воздух и, соприкасаясь с холодным стеклом, замёрз на нём. Следовательно, окна плохо утеплены.

2.Придя в гости, Шерлок Холмс подошёл к окну и посмотрел в него. «Ваш дом каменный и холодный, заметил он. Что позволило ему так сказать?
Ответ. В окно он увидел, что дом каменный и стены тонкие; кирпич же не очень хороший теплоизолятор.

3.Подходя к нужному дому на окраине городка, Шерлок Холмс увидел следы лыжника. Они были, как бы приподняты над остальным снегом. Хозяйке, открывшей дверь, он вместо приветствия сказал: «Скоро будет весна». Почему он так решил?
Ответ. Днем снег активно тает и опускается. В следах же лыжника, где он более плотный, он тает медленнее. Поэтому следы выглядят приподнятыми над поверхностью снега. А это признак весны.

Шедевры природы

Застывшие частицы воды, паря в воздухе и отражая от своих граней свет различных источников, создают удивительные по красоте и уникальные природные явления: световые столбы, гало и паргелий, одну из разновидностей последнего.

Объяснить следующие явления:

1.Полярное сияние.

Земля постоянно находится в разреженном потоке испущенных Солнцем заряженных частиц(электронов, протонов) и как бы обдувается солнечным ветром. Заряженные частицы проникают в более плотные слои атмосферы и воздействуют на молекулы воздуха, вызывая свечение атмосферы- полярные сияния. Поток заряженных частиц от Солнца, возмущая магнитное поле Земли, порождает полярные сияния.

Если азот, столкнувшись с солнечными частичками, теряет электроны, то его молекулы преобразуются в синий и фиолетовый цвета;
когда солнечный ветер взаимодействует с кислородом, электрон не исчезает, но начинает выпускать лучи зелёного и красных цветов.

2.Гало.

Гало –яркий ореол или светящийся круг, образованный около мощного источника света оптическими свойствами атмосферных ледовых микрочастиц. Гало возникает, когда лучи света преломляются на сгустившихся в высоких облаках ледяных кристалликах, имеющих форму шестигранных призм. В результате мы видим малый круг гало радиусом 22°.

Большой круг образуют лучи, прошедшие через боковую грань и основание призмы — кристалликов. Его радиус равен примерно46°.

3. Световые столбы

Световое столбы появляются при отражении света от взвешенных в воздухе мельчайших кристаллов льда (с шестиугольным сечением или же столбовидных, в зависимости от угла расположения солнца или луны). Такие кристаллы обычно возникают в высоких перистых облаках. Однако в мороз ледяные кристаллы образуются и в более низких слоях атмосферы. Поэтому, столбы света часто возникают зимой. А их многоцветный оттенок объясняется огнями, которые они отражают.

Изучение природы световых явлений — Изучение физических явлений

Изучение физических явлений: Что происходит, когда на Землю светит солнечный свет?

Содержание

I. Введение

II. Выявление студенческих ресурсов

A. Изучение способов содействия научному обучению

Вопрос 1.1 Что вы узнали о свете в какой-то момент своей жизни, в школе или за ее пределами, во время опыта, когда вам нравился процесс обучения?

1.Пример студенческой работы по определению ресурсов для изучения естественных наук

B. Документирование первоначальных представлений о световых явлениях

Вопрос 1.2 Что вы уже знаете о том, как вы видите баскетбол?

III. Разработка центральных идей на основе доказательств

A. Документирование ваших исследований

B. Изучение природы световых явлений

Вопрос 1.3 Что происходит, когда свет от источника попадает на экран?

Вопрос 1.4 Что происходит, когда вы устанавливаете перегородку между лампой и экраном?

Вопрос 1.5 Как кажется, что свет проходит от источника к экрану?

Вопрос 1.6 Сколько теней вы можете увидеть, глядя на источник света, барьер и экран?

Вопрос 1.7 Что можно узнать о свете и тени с помощью лампы, барьера и экрана?

1. Пример студенческой работы, обобщающей серию исследований световых явлений

Вопрос 1.8 Что происходит при изучении света и тени с другом или членом семьи

2. Примеры исследования света и тени учащимися с друзьями и / или членами семьи

IV. Использование центральных идей для объяснения интригующих явлений

A. Исследование явлений точечных отверстий

Вопрос 1.9 Что происходит, когда свет проходит через крошечное отверстие и попадает на экран?

1. Пример студенческой работы по изучению феномена крошечных отверстий

Б.Объяснение явлений крошечных отверстий

Вопрос 1.10 Почему вы видите то, что видите, глядя на яркую лампочку через камеру-обскуру в темной комнате?

1. Объяснение феномена крошечных отверстий на примере Стьюдента

2. Некоторые нюансы в представлении и объяснении явлений точечных отверстий

C. Изучение критической проблемы

Вопрос 1.11 Как кто-то видит эту проекцию на экране?

1.Пример студенческой работы о том, как видят проекцию на экране

D. Изучение переменных, влияющих на явления крошечных отверстий

Вопрос 1.12 Какие переменные влияют на то, что видно на экране?

1. Пример студенческой работы о переменных, влияющих на явления крошечных отверстий

E. Изучение феномена точечных отверстий с друзьями и / или членами семьи

Вопрос 1.13 Что происходит при изучении феномена точечного отверстия с другом или членом семьи?

1.Примеры студенческих исследований феноменов крошечных отверстий с друзьями и / или членами семьи

V. Разработка математических представлений обскурных явлений

A. Геометрическое представление явлений крошечных отверстий

Вопрос 1.14 Как можно геометрически описать явления крошечных отверстий?

1. Пример студенческой работы, геометрически представляющей явление крошечного отверстия

2. Некоторые нюансы геометрического представления явлений крошечных отверстий

Б.Алгебраическое представление явлений крошечных отверстий

Вопрос 1.15 Как можно алгебраически представить явления крошечных отверстий?

1. Пример студенческой работы, представляющей алгебраическое представление обскуры

2. Нюансы в алгебраическом представлении явлений крошечных отверстий

VI. Использование математических представлений для оценки интересной величины

A. Использование явлений точечных отверстий для оценки диаметра Солнца

Вопрос 1.16 Как вы можете использовать явление крошечного отверстия для оценки диаметра Солнца?

1. Пример студенческой работы по оценке диаметра Солнца

2. Некоторые нюансы использования математических представлений обскурных явлений

3. Использование феномена крошечных отверстий для оценки диаметра Солнца с друзьями и / или членами семьи

Вопрос 1.17 Что происходит при оценке диаметра Солнца с другом или членом семьи?

4.Некоторые мысли о природе науки в этом контексте

VII. Разработка дополнительных центральных идей на основе доказательств

A. Исследование явлений отражения

Вопрос 1.18 Что происходит, когда свет падает на гладкую поверхность?

Вопрос 1.19 Что происходит, когда свет падает на шероховатую поверхность?

1. Пример студенческой работы о явлениях отражения

2. Некоторые нюансы в объяснении явлений отражения

Вопрос 1.20 Насколько хорошо разные материалы отражают свет?

3. Пример студенческой работы о свойстве отражательной способности

4. Некоторые нюансы исследования свойства отражательной способности

B. Исследование явлений преломления

Вопрос 1.21 Что происходит, когда свет перемещается из одной среды в другую, например из воздуха в воду или из воды в воздух?

1. Пример студенческой работы по исследованию явлений рефракции

2.Нюансы исследования явлений преломления

Вопрос 1.22 Что происходит при исследовании рефракции с друзьями или членами семьи?

3. Изучение феномена рефракции с другом и / или членом семьи

4. Размышления о природе науки на примере этих исследований

C. Исследование явлений дисперсии

Вопрос 1.23 Что происходит, когда свет от Солнца проходит из воздуха в призму или каплю воды?

1.Пример студенческой работы по изучению дисперсионных явлений

2. Нюансы исследования явлений дисперсии

VIII. Использование дополнительных центральных идей о свете для объяснения интригующего явления

Вопрос 1.24 Как образуются радуги?

1. Пример студенческой работы, объясняющей радугу

2. Нюансы использования основных представлений об отражении, преломлении и дисперсии для объяснения радуги

IX. Исторические и современные взгляды на природу света

1.Исторические интерпретации спектра цветов, рассеиваемых призмой

X. Установление связи с образовательной политикой

Вопрос 1.25 Каковы текущие стандарты преподавания естественных наук в различных классах вашего сообщества?

A. Изучение научных стандартов США следующего поколения: наука и инженерная практика

1. Пример студенческой работы о соответствующей образовательной политике

Б.Размышляя об этом исследовании световых явлений

C. Установление связи с пониманием NGSS о природе науки

XI. Изучение физических явлений: сводка оборудования и материалов для установки 1

Фигуры

• РИС. 1.1 Рисунки небольшой группы о приятном опыте изучения света.
• РИС. 1.2 Список способов стимулирования научного обучения, определенных студентами-физиками.
• РИС. 1.3a Лицевая сторона страницы записной книжки по физике с пояснениями.
• РИС. 1.3b Оборотная сторона страницы записной книжки по физике с пояснениями.
• РИС. 1.4 Шаблон страницы блокнота по физике (передняя и задняя).
• РИС. 1.5. Предскажите, что вы увидите, если включите прозрачную лампочку возле экрана.
• РИС. 1.6. Предскажите, что вы увидите, поставив барьер перед экраном.
• РИС. 1.7 Прямая палка может служить физической моделью распространения света.
• РИС. 1.8 Два вида теней образуются, когда между светом и экраном помещается преграда.
• РИС. 1.9 Таблица, в которой суммируются исследования ученика света и тени в классе и дома.
• РИС. 1.10 Детский рисунок дерева с солнцем и цветами.
• РИС. 1.11 Глядя на лампочку через камеру-обскуру.
• РИС. 1.12. Что можно увидеть, глядя на лампочку через камеру-обскуру.
• РИС. 1.13 Набросок Стьюдента по исследованию феномена точечного отверстия.
• РИС. 1.14 Лучевая диаграмма Стьюдента, представляющая объяснение феномена точечного отверстия.
• РИС. 1.15 Лучевая диаграмма для камеры-обскуры, включая свет, попадающий в глаза зрителя.
• РИС. 1.16 Таблица переменных Стьюдента при исследовании явлений крошечных отверстий.
• РИС. 1.14 (повторяется) Лучевая диаграмма Стьюдента, представляющая объяснение явления крошечного отверстия.
• РИС. 1.17 Стилизованная лучевая диаграмма, отображающая явление точечного отверстия.
• РИС. 1.18 Треугольники ACB и FCE.
• РИС. 1.19 Лучевая диаграмма Стьюдента, показывающая соответствующие совпадающие углы.
• РИС.1.20. Лучевая диаграмма, представляющая явление крошечного отверстия с помеченными вершинами.
• РИС. 1.21. Использование явлений точечных отверстий для оценки диаметра Солнца.
• РИС. 1.22 Набросок оценки диаметра Солнца с феноменом точечного отверстия.
• РИС. 1.23 Лучевая диаграмма и математика, используемые для оценки диаметра Солнца.
• РИС. 1.24 Отчет Студента о статусе переменных при оценке диаметра Солнца.
• РИС. 1.25 Лучевая диаграмма, изображающая явление крошечного отверстия с очень далеким объектом.
• РИС. 1.26 Кто видит в зеркале свет от фонарика?
• РИС. 1.27 Запись студента об рефлексии в таблице 1.1.
• РИС. 1.28 Углы, определяемые по отношению к нормали, а не к зеркалу.
• РИС. 1.29 Световые лучи, отражающиеся в разных направлениях от неровностей на шероховатой поверхности.
• РИС. 1.30 Отскок мяча от поверхности.
• РИС. 1.31 Использование светового зонда, подключенного к компьютеру, для сравнения отражательной способности различных материалов.
• РИС. 1.32 График ученика из исследования отражательной способности различных материалов.
• РИС. 1.33 Глаз наблюдателя находится чуть ниже точки, где человек может видеть точку в чашке.
• РИС. 1.34. Согнутый карандаш в стакане с водой.
• РИС. 1.35 Запись ученика в таблице об исследованиях световых явлений, включая рефракцию.
• РИС. 1.36. Схема точки в чашке с водой и без воды глазами наблюдателя.
• РИС. 1.37 Световые лучи, отражающиеся во многих направлениях от реальной точки в воде.
• РИС. 1.38 Пунктирная линия, представляющая линейку, моделирующую кажущийся прямой путь, по которому световые лучи проходят от видимой точки к глазу.
• РИС. 1.39 Пунктирные и сплошные линии, представляющие видимые и фактические пути световых лучей, идущих от видимых и реальных точек к глазу.
• РИС. 1,40 Луч света отражается от кончика карандаша и изгибается по поверхности на пути к глазу.
• РИС. 1.41 Куда вы должны целиться при подводной ловле?
• РИС.1.42 Запись учащегося в таблице об исследовании явлений дисперсии.
• РИС. 1.43 Рассеивание белого света по его цветовому спектру.
• РИС. 1.44 Солнце, человек, облако и дождь, когда человек видит радугу.
• РИС. 1.45 Лучевая диаграмма для двух капель дождя и человека, видящего радугу.
• РИС. 1.46 Белый световой луч от солнца преломляется, когда попадает в каплю дождя.
• РИС. 1.47 Световой луч определенного цвета отражается от гладкой внутренней поверхности капли.
• РИС. 1.48 Световой луч определенного цвета снова преломляется при переходе от воды к воздуху.
• РИС. 1.49 Красные и фиолетовые лучи с разных капель.
• РИС. 1.50 Увидеть разные цвета из разных капель дождя.
• РИС. 1.51 Отрывок из книги Ньютона (1671/72), показывающий белый свет (SF), рассеянный призмой (ABC) в лучи, которые объединяются линзой (mn) обратно в белый свет на листе бумаги (HI) в точке Q (стр. 3086) .
• РИС. 1.52 Пример волн, образованных дождем, падающим в лужу с водой.
• РИС. 1.53 Основные цвета спектра солнечного света, представленные волнами с разными длинами волн.
• РИС. 1.54 Волновая диаграмма, показывающая длину и амплитуду волны.
• РИС. 1.55 Ответ учащегося, указывающий на использование научных и инженерных практик в этом разделе.

Таблицы

• ТАБЛИЦА 1.1 Исследования световых явлений
• ТАБЛИЦА 1.1 Исследования световых явлений (продолжение)
• ТАБЛИЦА 1.2 Переменные в исследовании явлений точечных отверстий
• ТАБЛИЦА 1.1 Исследования световых явлений (продолжение)
• ТАБЛИЦА 1.1 Исследования световых явлений (продолжение)
• ТАБЛИЦА 1.1 Исследования световых явлений (продолжение)
• ТАБЛИЦА 1.4 Наука и инженерная практика (ведущие государства NGSS, 2013 г.)

BBC — Путешествия — Самые необычные природные явления в мире

Величественные горы и сверкающее море всегда привлекают путешественников, но иногда у природы есть хитрости посерьезнее.Чтобы отследить некоторые из самых странных достопримечательностей мира, мы обратились к сайту вопросов и ответов Quora, задав вопрос: какие редкие природные явления происходят на Земле?

От розового озера в Австралии и кроваво-красного водопада в Антарктиде до секретного пляжа в лунке в Мексике и долины в США, где устрашающе движутся камни, эти семь мест являются завораживающим аттракционом Матери-природы.

Замороженные пузыри метана, Канада

Они выглядят потусторонними, как летающие тарелки, которые упали в воду и замерзли, или древние, покрытые льдом медузы.Фактически, эти ледяные круги представляют собой замороженные пузыри метана — газовые карманы, которые, будучи замороженными под водой, образуют захватывающий пейзаж.

Обнаруженные зимой в озерах высоких северных широт, таких как озеро Абрахам в Альберте, Канада, эти пузырьки газа образуются, когда мертвые листья, трава и животные падают в воду, тонут и поедаются бактериями, выделяющими метан. По словам пользователя Quora Маюра Канайя, газ выделяется в виде пузырьков, которые превращаются в десятки тысяч ледяных белых дисков при контакте с замороженной водой.

Это потрясающее, но потенциально опасное зрелище. Этот мощный парниковый газ не только согревает планету, но и легко воспламеняется. Приходите весной, когда лед тает, пузырьки метана лопаются и шипят, создавая эффектное высвобождение — но если кто-нибудь случайно зажжет поблизости спичку, массы метана воспламенится гигантским взрывом.

Любопытные путешественники могут увидеть эти газовые икоты в озерах канадского национального парка Банф или в Северном Ледовитом океане у побережья Сибири, где исследователи обнаружили гигантские пузырьки газа размером до 900 метров в диаметре.

Кровавый водопад, Антарктида

Название говорит само за себя. Кровавый водопад в Сухих долинах Мак-Мердо в Восточной Антарктиде выглядит как медленно льющаяся ало-красная кровь, окрашивающая снежно-белый ледник Тейлор и озеро Бонни внизу. Это удивительное и жуткое зрелище.

Однако струящаяся малиновая жидкость — это не кровь. Как впервые предположили первопроходцы Антарктиды, вода не окрашивается красными водорослями. На самом деле, блестящий охристый оттенок происходит из чрезвычайно соленого подледникового озера, — объясняет пользователь Quora Адитья Бхардвадж.

Около двух миллионов лет назад гиперсоленый водоем оказался в ловушке под ледником Тейлора, изолированном от света, кислорода и тепла. Когда соленая вода просачивается сквозь трещину в леднике, она вступает в реакцию с кислородом воздуха, создавая эффектный каскад цвета ржавчины.

Это визуальное и научное чудо, и ледник Тейлор, до которого можно добраться только на вертолете со станции Мак-Мердо или базы Скотт, или на круизном лайнере в море Росса, — единственное место на Земле, где его можно увидеть.

Sailing Stones, США

Когда посетители наткнулись на десятки тяжелых камней, которые, казалось, двигались по высохшему дну озера Ипподром Плайя в национальном парке Долины Смерти в Калифорнии, оставляя за собой контрольный след, ученые были сбит с толку.Как такое количество валунов, некоторые из которых весят 300 кг, переместились на 250 метров по этой удаленной части долины, спрашивает пользователь Quora Фархана Ханум?

Что еще более загадочно, некоторые тропы были изящно изогнутыми, а другие были прямыми с резкими смещениями влево или вправо. Кто или что сдвинуло камни? Возникло множество теорий, от магнитных полей до инопланетного вмешательства, пылевых дьяволов и шутников.

Чтобы раскрыть дело, потребовался ученый НАСА. В 2006 году Ральф Лоренц разработал модель кухонного стола, используя небольшой камень, замороженный в дюйме воды в контейнере Tupperware, чтобы продемонстрировать толчок льда, феномен, стоящий за таинственными парусными камнями.

Зимой Racetrack Playa наполняется водой, а камни на дне озера покрываются льдом. Благодаря плавучести льда даже легкий ветерок может отправить эти замерзшие валуны в плавание по илистому дну озера. Камни с грубым дном оставляют прямые следы, а камни с гладким дном смещаются и отклоняются. В теплые месяцы лед растапливает, а вода испаряется, оставляя только камни и их загадочные следы.

Посетители могут увидеть эти парусные камни в нескольких местах, включая Little Bonne Claire Playa в Неваде и, самое известное, на ипподроме Долины Смерти.

Озеро Кавах Иджен, Индонезия

Путешественники стекаются на индонезийский остров Ява, чтобы увидеть великолепный вулкан Кавах Иджен, но они не ожидают увидеть потрясающее озеро кальдеры бирюзового цвета на вершине вулкана. Чтобы добавить драматизма, яркие камни цвета цитрина и волны белого газа окружают аквамариновое озеро шириной 1 км в захватывающем зрелище.

За всю поразительную сцену отвечает один элемент: сера. Магматический очаг под вулканом вливает в озеро серные газы.В сочетании с высокой концентрацией растворенных металлов газы придают воде ярко-синий оттенок. Они также превратили кратерное озеро Иджен в самое большое в мире высококислотное озеро с pH 0,5.

Та же самая камера выбрасывает непрерывный поток сернистого газа из фумарол на берегу озера, которые кружатся вокруг озера. Когда газ конденсируется и падает на землю, он окрашивает окружающие озеро камни в шокирующий оттенок электрического желтого цвета.

«Хлористый водород, выпущенный из вулкана Иджен, смешался с озером и превратил его в кислотное чудовище, которое есть сегодня», — пишет пользователь Quora Винай Сисодиа.«Что делает это место еще более потрясающим, особенно ночью, так это выбросы серных газов, которые при контакте с воздухом превращаются в ярко-голубые отблески».

Отважные путешественники могут присоединиться к трехчасовому походу к берегу кратера, чтобы лично познакомиться с озером.

Hidden Beach, Мексика

Это мечта отдыхающего: секретный пляж, спрятанный от толпы, с тенью, солнцем и чистейшей водой. И эта мечта сбывается на Плайя-дель-Амор, более известном как Скрытый пляж, на одном из островов Мариета у побережья Мексики.

Маловероятный источник этого маленького волшебного секрета: взрыв бомбы, по словам пользователя Quora Сиддхартха Даса. Мексика начала испытания бомб на необитаемых островах Мариета в начале 1900-х годов, в результате чего на поверхности одного из островов образовалась зияющая дыра. Со временем приливы заполнили яму песком и водой, создав уединенный водный рай, где решительные пляжные бездельники могут плавать, загорать и кататься на байдарках практически вне поля зрения.

Плайя-дель-Амор, буквально «Пляж влюбленных», невидим снаружи, но посетители могут попасть на него через 24-метровый туннель, соединяющий уединенный пляж с океаном.

Pink Lake Hillier, Австралия

Пролетите над Западной Австралией, чтобы получить редкое визуальное удовольствие: среди густых изумрудно-зеленых лесов, окруженных темно-синей водой Южного океана, расположена серия озер шокирующего оттенка жевательного розового цвета.

Одно из самых известных — озеро Хиллиер, озеро длиной 600 метров на краю острова Мидл в архипелаге Речерч у южного побережья Западной Австралии. Розовое розовое озеро, окруженное тонким кольцом песка и обширным лесом из бумажной коры и эвкалиптов, подчеркивает потрясающий пейзаж.

Но еще более удивительным, чем оттенок Pepto-Bismol, является то, что, по словам пользователя Quora Гаррика Сайто, «похоже, никто не может окончательно объяснить его отличительный цвет». Возможные причины включают наличие зеленых водорослей, которые могут накапливать высокий уровень бета-каротина, красно-оранжевого пигмента; haloarchaea — микроорганизм, крупный цвет которого имеет красноватый оттенок; или высокая концентрация розовой креветки.

Большинство туристов восхищаются хроматическим великолепием озера Хиллиер с вертолета или самолета.Для наземных посетителей есть дополнительное удовольствие: озеро Хиллиер очень соленое, но вода не токсична, поэтому собирайте купальный костюм и отправляйтесь искупаться. Благодаря высокой солености вы будете раскачиваться, как пробка.

Fairy Circles, Намибия

Через засушливые луга пустыни Намиб лежит жуткое зрелище: миллионы круглых участков земли, лишенных растений, каждый от 2 до 15 метров в диаметре, расположенных в виде сот на 2500 км земли. Эти диски голой почвы, известные как круги фей, покрывают ландшафт Намибии, как будто гигантские мотыльки разъедают обширные ковры пастбищ.

Кроме того, никто не знает наверняка, что вызывает эти потусторонние образования, пишет пользователь Quora Прем Ратаур. Но в теориях недостатка нет.

Ученые предположили, что почва радиоактивна, или токсины, выделяемые растениями, убивают растительность по кругу. Другие считают, что круги — это работа песчаных термитов. Чтобы накапливать воду, они зарываются в почву кольцевидными узорами и поедают корни растений, чтобы песчинки могли поглощать падающий дождь.

Другая гипотеза относит круги к конкуренции за ресурсы. В суровых ландшафтах растения конкурируют за воду и питательные вещества. По мере того как более слабые растения умирают, а более сильные растут, растительность «самоорганизуется» в необычные структуры.

Учитывая мрачную красоту этих явлений, возможно, наиболее подходящей теорией является теория местных бушменов, которые говорят, что круги фей — это не что иное, как следы богов.

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную BBC.com предлагает информационный бюллетень под названием «Если вы прочитаете только 6 статей на этой неделе». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel и Autos, которые доставляются вам на почту каждую пятницу.

Таинственная физика семи повседневных дел

Intro

Уравнения на доске в Фермилаб, исследовательском центре физики в Иллинойсе. (Изображение предоставлено Министерством энергетики США)

Физики выяснили некоторые чрезвычайно тонкие детали Вселенной, от радиуса черных дыр до поведения субатомных частиц, которые мы даже не видим.Вы можете удивиться, узнав, что им не хватает объяснений (или они только недавно наткнулись на них) для многих общих явлений, которые мы наблюдаем в повседневной жизни.

Как вы узнаете из следующих слайдов, одними из самых загадочных вещей могут быть те, которые на первый взгляд кажутся обыденными.

Орехи

Маленькая миска с ореховой смесью с большими орехами вверху и арахисом внизу. (Изображение предоставлено: Melchoir | Creative Commons)

Возможно, вы заметили, что в мисках смешанных орехов бразильские орехи всегда кажутся сидящими сверху.Это известно как «эффект бразильского ореха», и это, казалось бы, обыденное явление на самом деле является одной из самых больших нерешенных загадок в физике многих тел, науке, которая описывает большое количество взаимодействующих объектов.

Среди множества вещей (будь то орехи, осадочные отложения или другие предметы разного размера), более крупные куски со временем поднимаются наверх, несмотря на их большую гравитацию, в то время как более мелкие предметы имеют тенденцию опускаться ниже в кучу. время. Возможно, мелочь просачивается сквозь трещины.Конвекционные токи также могут играть роль, как и конденсация более мелких частиц. Все эти и некоторые другие возможности, вероятно, способствуют эффекту бразильского ореха, но никто не знает, какие именно и в какой степени, поэтому никаких успешных компьютерных симуляций этого явления не проводилось.

Не только производители орехов, но и физики, астрономы и геологи получат пользу от понимания эффекта, поэтому в следующий раз, когда вы будете есть орехи или мюсли, или выудите крошки со дна миски Doritos, попробуйте созерцая вовлеченную физику.

Пена

Крем для бритья — всего лишь один из примеров загадочного вещества, называемого пеной. (Изображение предоставлено sxc.hu)

Приняли сегодня ванну с пеной? Возможно, нет, но вы, вероятно, побрились, вымыли посуду, выпили латте или пиво или, если вам повезет, съели кусок пирога, покрытый слоем взбитых сливок.

Мы сталкиваемся с пеной так часто, что немногие из нас отступают назад и полностью осознают, насколько странной она на самом деле. Для начала подумайте: взбитые сливки твердые, жидкие или газообразные?

По словам Дугласа Дуриана, профессора физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, пена обычно на 95% состоит из газа и на 5% из жидкости.Каким-то образом они складываются, чтобы придать им определенные черты твердых тел. Газ в пене разделяет жидкость, образуя матрицу из крошечных пузырьков, и если жидкие стенки пузырьков достаточно жесткие, пена иногда может сохранять свою форму.

Однако не существует формулы для точного прогнозирования того, насколько густой или вязкой будет пена, исходя из размера ее пузырьков или количества жидкости, которую она содержит. «Физика пены изучена плохо», — сказал Дуриан NASA Science.

Лед

Мужчина катается на коньках по замерзшему озеру в Австрии.(Изображение предоставлено Creative Commons | Kafubra)

Полтора века научных исследований еще не выяснили, почему лед может заставить вас упасть. Ученые согласны с тем, что тонкий слой жидкой воды поверх твердого льда вызывает его скользкость, а подвижность жидкости затрудняет ходьбу, даже если слой тонкий. Но нет единого мнения относительно того, почему лед, в отличие от большинства других твердых тел, имеет такой слой.

Теоретики предположили, что это может быть сам акт скольжения при контакте со льдом, который тает его поверхность.Другие думают, что слой жидкости существует до того, как прибыл тапок, и каким-то образом создается внутренним движением молекул на поверхности.

Мы знаем, что вы ищете кого-то или что-то виноватое, так как вы лежите на земле и кипите, но, к сожалению, это дело еще не принято. [Удивительно странная физика воды]

Злаки

Cheerios комковат. (Изображение предоставлено: Dreamstime)

Возможно, вы задумывались, а могли и не задумывались, почему ваши хлопья для завтрака имеют тенденцию слипаться или прилипать к стенкам миски с молоком.Этот феномен комкования, названный учеными эффектом Cheerios, применим ко всему, что плавает, включая пузырьки газированной воды и частицы волос в воде после утреннего бритья.

Доминик Велла, аспирант Кембриджского университета, и Лакшминарайанан Махадеван, математик из Гарвардского университета, первыми объяснили эффект с помощью простой физики, что они и сделали в статье 2005 года. Они доказали, что эффект Cheerios является результатом геометрии поверхности жидкости.

Поверхностное натяжение заставляет поверхность молока слегка прогибаться в середине чаши. Поскольку молекулы воды в молоке притягиваются к стеклу, поверхность молока изгибается вверх по краю чаши. По этой причине кусочки хлопьев возле края плавают вверх по этой кривой, как будто они цепляются за край.

Также из-за поверхностного натяжения хлопья, плавающие в середине вашей миски, вмятины на поверхности молока, создавая в нем углубление. Когда два куска злака соприкасаются, две их вмятины становятся одной, и, упираясь в нее, они слипаются.

Магниты

(Изображение предоставлено: Kabl00ey | Creative Commons)

Магниты: довольно странно, да? Что с ними?

Джерл Уокер, профессор физики в Государственном университете Кливленда и соавтор широко используемого учебника «Основы физики» (Wiley, 8-е издание 2007 г.), объясняет, что магнитные поля естественным образом излучаются наружу от электрически заряженных частиц, составляющих атомы, особенно электронов. .

Обычно в материи магнитные поля электронов направлены в разные стороны, нейтрализуя друг друга.(Вот почему электроны в вашем теле не заставляют вас прилипать к холодильнику, когда вы проходите мимо него.) Но когда магнитные поля, все электроны в объекте выравниваются в одном направлении, как это происходит во многих металлах (и (очевидно, в магнитах) создается магнитное поле net . Это оказывает силу на другие магнитные объекты, притягивая или отталкивая их в зависимости от направления их собственных магнитных полей.

К сожалению, попытаться понять магнетизм на более глубоком уровне практически невозможно.Хотя физики придумали теорию под названием «квантовая механика», которая очень точно объясняет поведение частиц, включая их магнетизм, нет никакого способа интуитивно понять, что на самом деле означает эта теория.

Физики задаются вопросом: почему частицы излучают магнитные поля, что такое магнитные поля и почему они всегда выравниваются между двумя направлениями, давая магнитам их северный и южный полюса? «Мы просто наблюдаем, что когда вы заставляете заряженную частицу двигаться, она создает магнитное поле и два полюса.Мы действительно не знаем почему. Это просто особенность Вселенной, а математические объяснения — просто попытки выполнить «домашнее задание» природы и получить ответы », — сказал Уокер« Маленьким загадкам жизни ».

Статический

Накопление статического электричества заставляет волосы встать дыбом. , поскольку положительно заряженные волосы отталкиваются друг от друга. (Изображение предоставлено sxc.hu)

Статические разряды столь же загадочны, сколь и неприятны. Мы знаем следующее: они возникают, когда на поверхности накапливается избыток положительного или отрицательного заряда. вашего тела, разряжаясь, когда вы касаетесь чего-либо, и оставляя вас нейтрализованным.Кроме того, они могут возникать, когда статическое электричество накапливается на чем-то еще, например, дверной ручке, к которой вы затем дотрагиваетесь. В этом случае и являются маршрутом выхода сверхнормативной платы.

А зачем вообще раскачка? Неясно. Распространенное (и, вероятно, отчасти правильное) объяснение гласит, что когда два объекта трутся друг о друга, трение сбивает электроны с атомов в одном из объектов, а затем они перемещаются на второй, оставляя первый объект с избытком положительно заряженных атомов и давая второму избыток отрицательных электронов.Оба объекта (скажем, ваши волосы и шерстяная шапка) будут статически заряжены. Но почему электроны текут от одного объекта к другому, а не в обоих направлениях?

Это никогда не получало удовлетворительного объяснения, а недавнее исследование, проведенное исследователем Северо-Западного университета Бартошем Гржибовски, показало, что это может быть даже не так. Как подробно описано в июньском номере журнала Science, Гжибовски обнаружил, что на статически заряженных объектах существуют участки как избыточного положительного, так и избыточного отрицательного заряда.Он также обнаружил, что целые молекулы мигрируют между объектами, когда они трются друг о друга.

Понятно, что объяснение статики меняется.

Rainbows

Полнофункциональная двойная радуга в Wrangell-St. Национальный парк Элиас, Аляска. (Изображение предоставлено Эриком Рольфом | Creative Commons)

Радуги образуются, когда солнечный свет освещает капли влаги в атмосфере Земли. Капли действуют как призмы, «преломляя» или разделяя свет на составляющие его цвета и отправляя их стрелять под разными углами от 40 до 42 градусов от направления, противоположного солнцу.

Конечно, радуга больше не загадочна с научной точки зрения. Они возникают из-за того, как свет проходит через сферические капли: сначала он преломляется, попадая на поверхность каждой капли, отражается от обратной стороны капель и снова преломляется при выходе из капель, причем все эти отскоки придают ему окончательное угловое направление. Это объяснение известно со времен физика 17 века Исаака Ньютона. [Почему мы не можем дойти до конца радуги? ]

Но представьте, какими мистическими должны были казаться до этого радуги! Потому что они такие красивые и необъяснимые, они были представлены во многих ранних религиях.В Древней Греции, например, считалось, что радуга — это путь, проложенный посланниками богов, путешествуя между Землей и небом.

Следите за сообщениями Натали Вулчовер в Twitter @nattyover. Следите за «Маленькими загадками жизни» в Twitter @llmysteries, а затем присоединяйтесь к нам на Facebook.

Поэзия науки; или, Исследования физических явлений природы Хант

un · nat · u · ral. Природа — явления физического… | Тейлор Оллред

Природа — явления физического мира в совокупности, включая растения, животных, ландшафт и другие особенности и продукты земли, в отличие от людей или человеческих творений. [0]

Я разговаривал с другом, который сказал: «Общество потеряло связь с природой». Я спросил его, как мы вообще избежали этого? Я имею в виду, может ли это определение быть неправильным: «явления физического мира в совокупности… в отличие от людей или человеческих творений».«Сказать, что Природа — это все, а не Природа — это Человек, кажется немного неправильным.

Когда вы смотрите на iPhone X, считаете ли вы его таким же естественным, как улей? Могут ли люди и люди быть неестественными? Я имею в виду, оглянитесь вокруг, когда вы смотрите на общество и с отвращением говорите: «Люди — это вирус. Люди злы! Посмотри, сколько они разрушили нашу планету и перенаселились! » вы также не говорите: «Вирусы, бактерии, грибки, простейшие и кометы — зло». Вы просто говорите: «V — это V. Этот вирус и есть тот вирус.«Мы не говорим:« Этот человек — человек ». Мы говорим: «Этот человек неправ» или «Этот человек злой».

Люди обеспокоены тем, что люди разрушат планету. Как комета. Говорят, комета уничтожила значительную часть жизни на Земле X миллионов лет назад. Но мы не говорим, что комета зла. «Ну, у людей есть выбор? Они могут решить не делать этого. Комета не может. Вирус не может ». Может быть. Если только мы не естественны. Тогда естественный ход наших действий — это стихийное бедствие.

Сказать, что это естественно, лишает нравственности.Медведь, нападающий на человека, не аморален. Моральность — это качество, которое существует вне Природы, а не в ней. Разве не звучит абсурдно сказать: «Этот одуванчик, растущий в саду, аморален. Он должен саморегулироваться ».

Говорят, каждый вид достигает своего естественного предела и имеет собственные границы. Но я никогда не видел, чтобы вирус, дерево, грибок или рыба достигли своего предела и перестали воспроизводиться. У природы всегда есть «бумага», чтобы победить камень. Дерево перестает расти, потому что природа построила пустыню и океан, чтобы остановить его, волки, чтобы съесть его, вирусы, чтобы вызвать коллапс.И если есть исключения, конечно, есть и другие вещи в Природе, которым нужен внешний вид, чтобы регулировать свой вид.

Итак, о чем мы говорим? Мы спрашиваем: «Как свободная воля (выбор) возникает в результате эволюции Природы?» и «Какова природа естественной морали?» Это побочные вопросы. Мы также рассматриваем идею о том, что люди не являются противоестественными, потому что нет ничего, что существует вне Природы. Этого не может быть. И если мы не можем быть вне Природы, тогда мы всегда действуем в соответствии с Природой и, следовательно, 1) безупречны с точки зрения морали, 2) не действительно свободны и 3) нам нечего бояться, потому что Природа не ошибается.Мы просто автоматы, ведомые Природой. Это утешает? Природа мирная. Иногда. Природа создала человека. Природа заставила нас испугаться. Природа заставила нас делать… все, что мы делаем.

В безупречном Человеке есть что-то неправильное. Я не могу смотреть на человека, который убивает (читай: убийство), так же, как я смотрю на медведя, убивающего человека. Мои выводы в этом разные. Люди кажутся отделенными от Природы. И в этом загадка. Если мы разделены, то мы не подчиняемся Природе, а скорее становимся ее надзирателями.Как-то вне его. Может быть, выше этого. Но я думаю, что мы не можем быть вне Природы. Потому что это стоит слишком дорого. Я должен отказаться от морали и свободы, и я должен сказать, что все, что мы делаем, неправильно, потому что все, что мы делаем, естественно.

Когда я говорю о природе, я имею в виду живую часть природы. Я знаю, что упоминал комету, но значительная часть не неодушевленная, а жизнь. Я имею в виду природу как жизнь. Эта связь, которая уравновешивает всю экосистему, и каким-то образом 1) либо человек сбежал от этой Природы и удручен, действуя как злой агент по отношению к Природе, либо 2) Люди никогда не сбегали от нее, и, возможно, мы думаем, что сбежали только для нашего собственного возвышения.Но если мы никогда не сбегали, как мы можем сказать, что все, что делают люди, аморально или зло — это все просто естественно.

В последнее время, как инженер-программист, я думал о «программировании», необходимом для создания эволюции. Признаюсь, что меня может ослепить ложная аналогия, основанная на самом продвинутом, что я могу придумать. Можете ли вы понять сложность «программного обеспечения», которое создает жизнь, которая воспроизводится и развивается! Мне нужно избежать мирских мыслей и актов наблюдения. Жизнь развивается! Ох уж сложность и красота! Почему я так им восхищаюсь? А потом я это забываю.Неужели Интернет, не правда ли, Google, более сложен, чем курица, которую я бездумно съел на обед? Может быть.

Одна вещь, которую мы можем не учитывать достаточно часто, — это мудрость Природы, помня, что не вышли за пределы Природы. Его природа, природа природы, состоит в том, чтобы постоянно развивать жизнь. Почему он испортился, когда прибыл к людям? Как будто мы конец. Это кажется более разумным. Он кажется достаточно разумным в искусстве эволюции, чтобы не зайти в тупик. Возможно, сознание людей, наше естественное создание инструментов и технологий, наши войны и политика — все это часть естественного плана Природы по развитию своей Жизни до следующего более высокого уровня существования.

Так что, если Природа никогда не ошибалась? Что, если бы в 2020 году у природы все было так же правильно, как и 1000000 лет назад. Что ж, это кое-что скажет о природе Человека. Но мы как общество не верим в это. Мы считаем, что ошибаемся (изменение климата, вымершие виды). И мы считаем, что мы ошибаемся, но не как комета, лишенная морали, а как нечто преступное. Вещь, которая может изменяться, чтобы соответствовать Природе или противоречить Природе. Мы считаем, что встаем на пути Природы, а это значит, что мы не Природы.Может, мы сбежали. Может быть, все время было невозможно избежать Природы.

[0] — https://www.lexico.com/en/definition/nature

Объяснение ураганов и других закрученных природных явлений — ScienceDaily

Ученые могут использовать цилиндры размером с чайники для изучения механизмов, задействованных в мощных природных явлениях. ураганы и другие закрученные природные явления.

У атмосферы Земли и ее расплавленного внешнего ядра есть одна общая черта: обе содержат мощные закрученные вихри.В то время как в атмосфере эти вихри включают циклоны и ураганы, во внешнем ядре они необходимы для формирования магнитного поля Земли. По словам физиков-экспериментаторов из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, работающих с командой вычислителей в Нидерландах, эти явления в недрах Земли и в ее атмосфере управляются одними и теми же естественными механизмами.

Используя лабораторные цилиндры высотой от 4 до 40 дюймов, команда исследовала эти основные физические процессы. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

«Изучение атмосферы было бы слишком сложным для наших целей», — сказал Гюнтер Алерс, старший автор и профессор физики в UCSB. «Физикам нравится брать одну составляющую сложной ситуации и изучать ее количественным образом в идеальных условиях». Исследовательская группа, в которую входил первый автор Стефан Вайс, научный сотрудник UCSB, наполняла лабораторные цилиндры водой, нагревала воду снизу и охлаждала ее сверху.

Из-за этой разницы температур теплая жидкость на нижней пластине поднялась, а холодная жидкость наверху опустилась — явление, известное как конвекция.Кроме того, весь цилиндр вращался вокруг собственной оси; это сильно повлияло на то, как вода течет внутри цилиндра. Вращение, такое как вращение Земли, является ключевым фактором в развитии вихрей. Разница температур между верхней и нижней частью цилиндра является еще одним причинным фактором, поскольку она в первую очередь управляет потоком. Наконец, отношение диаметра цилиндра к высоте также имеет значение.

Алерс и его команда обнаружили новое неожиданное явление, которое ранее не было известно для таких турбулентных потоков.При достаточно медленном вращении емкости сначала не возникало завихрений. Но при определенной критической скорости вращения структура потока изменилась. Затем внутри потока возникали вихри, и теплая жидкость перемещалась снизу вверх быстрее, чем при более низких скоростях вращения. «Примечательно, что эта точка существует», — сказал Алерс. «Вы должны вращаться с определенной скоростью, чтобы добраться до этой критической точки».

Скорость вращения, при которой появлялись первые вихри, зависела от соотношения диаметра и высоты цилиндра.Для широких цилиндров, которые не очень высоки, этот переход возникает при относительно низких скоростях вращения, в то время как для узких, но высоких цилиндров цилиндр должен вращаться относительно быстро, чтобы создавать вихри. Кроме того, было обнаружено, что вихри не существуют в непосредственной близости от боковой стенки цилиндра. Вместо этого они всегда держались от него на определенном расстоянии. Это характерное расстояние называется «длиной заживления».

«Из ничего нельзя быстро перейти к чему-то, — сказал Алерс.«Изменение должно происходить на характерной длине. Мы обнаружили, что при замедлении до меньшей скорости вращения продолжительность заживления увеличивается».

Авторы показали, что полученные ими экспериментальные данные согласуются с теоретической моделью, аналогичной той, которую впервые разработали Виталий Лазаревич Гинзбург и Лев Ландау в теории сверхпроводимости. Эта же модель применима и к другим областям физики, таким как формирование паттернов и критические явления. Модель объясняет, что само существование перехода из состояния без вихрей в состояние с ними связано с наличием боковых стенок контейнера.Для образца такой ширины (относительно его высоты), что стенки становятся неважными, вихри начнут формироваться даже при очень медленном вращении. Модель позволяет на точном математическом языке описать экспериментальные открытия, о которых говорится в статье.

История Источник:

Материалы предоставлены Калифорнийским университетом — Санта-Барбара . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

физических наук | Определение, история и темы

Физическая наука , систематическое изучение неорганического мира в отличие от изучения органического мира, которое является областью биологической науки.Обычно считается, что физическая наука состоит из четырех обширных областей: астрономии, физики, химии и наук о Земле. Каждое из них, в свою очередь, разделено на поля и подполя. В этой статье обсуждается историческое развитие — с должным вниманием к масштабам, основным проблемам и методам — ​​первых трех из этих областей. Науки о Земле обсуждаются в отдельной статье.

Популярные вопросы

Что такое физика?

Физическая наука — это изучение неорганического мира.То есть не изучает живые существа. (Их изучают в области биологических или естественных наук.) Четыре основных раздела физических наук — это астрономия, физика, химия и науки о Земле, включая метеорологию и геологию.

Какие есть физические науки?

Биология — одна из физических наук?

Нет. Биология, изучение живых существ, не относится к физическим наукам. Физические науки не изучают живые существа (хотя принципы и методы физических наук используются в биофизике для исследования биологических явлений).

Математика — это физическая наука?

Хотя математика используется повсюду в физических науках, часто возникают споры о том, является ли математика самой физической наукой. Те, кто относит его к физической науке, указывают, что физические законы могут быть выражены в математических терминах и что понятие числа возникает при подсчете физических объектов. Те, кто говорит, что математика не является физической наукой, рассматривают числа как абстрактные понятия, которые помогают описывать группы объектов, но не возникают из самих физических объектов.

Физика в ее современном понимании была основана в середине 19 века как синтез нескольких более древних наук, а именно: механики, оптики, акустики, электричества, магнетизма, тепла и физических свойств материи. Синтез был основан в значительной степени на признании того факта, что различные силы природы взаимосвязаны и, по сути, взаимопревращаемы, поскольку являются формами энергии.

Большой адронный коллайдер

Компактный магнит мюонного соленоида прибывает в Большой адронный коллайдер в ЦЕРН, 2007.

© 2007 CERN

Граница между физикой и химией несколько условна. В своем развитии в 20 веке физика занимается структурой и поведением отдельных атомов и их компонентов, а химия занимается свойствами и реакциями молекул. Последние зависят от энергии, особенно тепла, а также от атомов; следовательно, существует сильная связь между физикой и химией. Химики, как правило, больше интересуются конкретными свойствами различных элементов и соединений, тогда как физиков интересуют общие свойства, присущие всей материи.( См. химия: История химии.)

Астрономия — это наука о всей вселенной за пределами Земли; он включает грубые физические свойства Земли, такие как ее масса и вращение, поскольку они взаимодействуют с другими телами в Солнечной системе. До 18 века астрономов интересовали в первую очередь Солнце, Луна, планеты и кометы. Однако в последующие столетия изучение звезд, галактик, туманностей и межзвездной среды становилось все более важным.Небесная механика, наука о движении планет и других твердых объектов в Солнечной системе, была первым полигоном для проверки законов движения Ньютона и тем самым помогла установить фундаментальные принципы классической (то есть до 20-го века) физики. . Астрофизика, изучение физических свойств небесных тел, возникла в 19 веке и тесно связана с определением химического состава этих тел. В 20 веке физика и астрономия стали более тесно связаны космологическими теориями, особенно основанными на теории относительности.( См. астрономия: История астрономии.)

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Наследие античности и средневековья

Физические науки в конечном итоге произошли от рационалистического материализма, возникшего в классической Греции, который сам по себе является результатом магических и мифических взглядов на мир. Греческие философы VI и V веков до нашей эры отказались от поэтического анимизма и объясняли мир в терминах обычно наблюдаемых природных процессов.Эти ранние философы поставили широкие вопросы, которые до сих пор лежат в основе науки: как мировой порядок возник из хаоса? Каково происхождение множества и разнообразия в мире? Как можно объяснить движение и изменение? Какая основная связь между формой и материей? Греческая философия ответила на эти вопросы в терминах, которые составляли основу науки примерно на 2000 лет.