Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Цен­траль­ным объ­ек­том Сол­неч­ной си­сте­мы яв­ля­ет­ся звез­да Солн­це. В Солн­це со­сре­до­то­че­на по­дав­ля­ю­щая часть всей массы си­сте­мы (около 99,866%); оно удер­жи­ва­ет своим тя­го­те­ни­ем пла­не­ты и про­чие тела, при­над­ле­жа­щие к Сол­неч­ной си­сте­ме и вра­ща­ю­щи­е­ся во­круг Солн­ца. В таб­ли­це при­ве­де­ны ос­нов­ные ха­рак­те­ри­сти­ки пла­нет Сол­неч­ной си­сте­мы.

Между ор­би­та­ми Марса и Юпи­те­ра на­хо­дит­ся глав­ный пояс асте­ро­и­дов  — малых пла­нет. Асте­ро­и­дов много; они стал­ки­ва­ют­ся, дро­бят­ся, из­ме­ня­ют ор­би­ты друг друга, так что не­ко­то­рые оскол­ки при своём дви­же­нии пе­ре­се­ка­ют ор­би­ту Земли.

Про­хож­де­ние оскол­ков (ме­теор­ных тел) через зем­ную ат­мо­сфе­ру вы­гля­дит с по­верх­но­сти Земли как «па­да­ю­щие звез­ды». В ред­ких слу­ча­ях про­хож­де­ния более круп­ных оскол­ков можно на­блю­дать ле­тя­щий по небу ог­нен­ный шар. Это яв­ле­ние на­зы­ва­ют бо­ли­дом.

Дви­га­ясь в ат­мо­сфе­ре, твёрдое тело на­гре­ва­ет­ся вслед­ствие тор­мо­же­ния, и во­круг него об­ра­зу­ет­ся об­шир­ная све­тя­ща­я­ся обо­лоч­ка, со­сто­я­щая из го­ря­чих газов. От силь­но­го со­про­тив­ле­ния воз­ду­ха ме­теор­ное тело не­ред­ко рас­ка­лы­ва­ет­ся, и его оскол­ки  — ме­тео­ри­ты с гро­хо­том па­да­ют на Землю.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

В 1831 г.  — М. Фа­ра­дей об­на­ру­жил, что в за­мкну­том про­во­дя­щем кон­ту­ре при из­ме­не­нии маг­нит­но­го поля воз­ни­ка­ет так на­зы­ва­е­мый ин­дук­ци­он­ный ток. При вся­ком из­ме­не­нии маг­нит­но­го по­то­ка через про­во­дя­щий за­мкну­тый кон­тур в этом кон­ту­ре воз­ни­ка­ет элек­три­че­ский ток. По­яв­ле­ние тока в за­мкну­том кон­ту­ре при из­ме­не­нии маг­нит­но­го поля, про­ни­зы­ва­ю­ще­го кон­тур, сви­де­тель­ству­ет о дей­ствии в кон­ту­ре сто­рон­них сил (или о воз­ник­но­ве­нии ЭДС (элек­тро­дви­жу­щая сила) ин­дук­ции). ЭДС опи­сы­ва­ет свой­ства и ха­рак­те­ри­сти­ку ра­бо­ты сто­рон­них сил, то есть аб­со­лют­но любых сил не­элек­три­че­ской при­ро­ды, дей­ству­ю­щих в цепях по­сто­ян­но­го или пе­ре­мен­но­го тока.

Яв­ле­ние воз­ник­но­ве­ния ЭДС в за­мкну­том про­во­дя­щем кон­ту­ре при из­ме­не­нии маг­нит­но­го поля (по­то­ка), про­ни­зы­ва­ю­ще­го кон­тур, на­зы­ва­ет­ся элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ци­ей ε.

Воз­ни­ка­ю­щий элек­три­че­ский ток за­ви­сит от свойств кон­ту­ра (со­про­тив­ле­ние): I_i = ε/R, также он за­ви­сит от ко­ли­че­ства за­ря­да, про­шед­ше­го через не­ко­то­рую по­верх­ность за время и от этого про­ме­жут­ка вре­ме­ни: I= Δq/Δt.

Элек­тро­маг­нит­ная ин­дук­ция ε не за­ви­сит от свойств кон­ту­ра: ε = |ΔФ/Δt|. ЭДС ин­дук­ции в за­мкну­том кон­ту­ре прямо про­пор­ци­о­наль­на ско­ро­сти из­ме­не­ния маг­нит­но­го по­то­ка через пло­щадь, огра­ни­чен­ную этим кон­ту­ром.

При про­ве­де­нии опы­тов по изу­че­нию элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции из­ме­ря­ют из­ме­не­ние маг­нит­но­го по­то­ка ΔФ, про­ни­зы­ва­ю­ще­го за­мкну­тый про­во­лоч­ный кон­тур, и заряд Δq, про­тек­ший в ре­зуль­та­те этого по кон­ту­ру. В таб­ли­це по­лу­чен­ные дан­ные в этом экс­пе­ри­мен­те.

Вб	0,01	0,02	0,03	0,04
мКл	5	10	15	20

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Цен­траль­ным объ­ек­том Сол­неч­ной си­сте­мы яв­ля­ет­ся звез­да Солн­це. В Солн­це со­сре­до­то­че­на по­дав­ля­ю­щая часть всей массы си­сте­мы (около 99,866%); оно удер­жи­ва­ет своим тя­го­те­ни­ем пла­не­ты и про­чие тела, при­над­ле­жа­щие к Сол­неч­ной си­сте­ме и вра­ща­ю­щи­е­ся во­круг Солн­ца. В таб­ли­це при­ве­де­ны ос­нов­ные ха­рак­те­ри­сти­ки пла­нет Сол­неч­ной си­сте­мы.

Между ор­би­та­ми Марса и Юпи­те­ра на­хо­дит­ся глав­ный пояс асте­ро­и­дов  — малых пла­нет. Асте­ро­и­дов много; они стал­ки­ва­ют­ся, дро­бят­ся, из­ме­ня­ют ор­би­ты друг друга, так что не­ко­то­рые оскол­ки при своём дви­же­нии пе­ре­се­ка­ют ор­би­ту Земли.

Про­хож­де­ние оскол­ков (ме­теор­ных тел) через зем­ную ат­мо­сфе­ру вы­гля­дит с по­верх­но­сти Земли как «па­да­ю­щие звез­ды». В ред­ких слу­ча­ях про­хож­де­ния более круп­ных оскол­ков можно на­блю­дать ле­тя­щий по небу ог­нен­ный шар. Это яв­ле­ние на­зы­ва­ют бо­ли­дом.

Дви­га­ясь в ат­мо­сфе­ре, твёрдое тело на­гре­ва­ет­ся вслед­ствие тор­мо­же­ния, и во­круг него об­ра­зу­ет­ся об­шир­ная све­тя­ща­я­ся обо­лоч­ка, со­сто­я­щая из го­ря­чих газов. От силь­но­го со­про­тив­ле­ния воз­ду­ха ме­теор­ное тело не­ред­ко рас­ка­лы­ва­ет­ся, и его оскол­ки  — ме­тео­ри­ты с гро­хо­том па­да­ют на Землю.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Маша и Денис ин­те­ре­су­ют­ся, какое сред­ство за­щи­ты от солн­ца лучше всего за­щи­тит их кожу. Сред­ства за­щи­ты от солн­ца ха­рак­те­ри­зу­ют­ся по­ка­за­те­лем SPF-фак­то­ра  — фак­то­ра за­щи­ты от солн­ца, ко­то­рый по­ка­зы­ва­ет, на­сколь­ко хо­ро­шо то или иное сред­ство по­гло­ща­ет уль­тра­фи­о­ле­то­вое из­лу­че­ние, ко­то­рое яв­ля­ет­ся со­став­ля­ю­щей сол­неч­но­го света. Сред­ство за­щи­ты от солн­ца с вы­со­ким по­ка­за­те­лем SPF за­щи­ща­ет кожу доль­ше, чем сред­ства с низ­ким по­ка­за­те­лем SPF.

Маша стала ис­кать спо­соб, как срав­нить раз­ные сред­ства за­щи­ты от солн­ца. Они с Де­ни­сом ре­ши­ли ис­поль­зо­вать для этого:

— две пла­сти­ны про­зрач­но­го пла­сти­ка, ко­то­рый не по­гло­ща­ет сол­неч­ный свет;

— один лист све­то­чув­стви­тель­ной бу­ма­ги;

— ми­не­раль­ное масло (M) и крем, со­дер­жа­щий оксид цинка (ZnO);

— че­ты­ре раз­ных сред­ства за­щи­ты от солн­ца, ко­то­рые они обо­зна­чи­ли как С1, С2, С3 и С4.

Маша и Денис взяли ми­не­раль­ное масло, по­то­му что через него почти пол­но­стью про­хо­дит сол­неч­ный свет, и оксид цинка, по­то­му что он почти пол­но­стью пре­пят­ству­ет про­хож­де­нию сол­неч­но­го света. Денис кап­нул внутрь кру­жоч­ков, обо­зна­чен­ных на одной пла­сти­не из пла­сти­ка, по одной капле каж­до­го ве­ще­ства. Затем он по­ло­жил вто­рую пла­сти­ну из пла­сти­ка по­верх пер­вой и при­жал их, по­ме­стив свер­ху боль­шую книгу.

После этого Маша по­ло­жи­ла пла­сти­ны из пла­сти­ка на лист све­то­чув­стви­тель­ной бу­ма­ги. В за­ви­си­мо­сти от того, как долго све­то­чув­стви­тель­ная бу­ма­га на­хо­дит­ся на солн­це, она ме­ня­ет свой цвет с тёмно-се­ро­го на свет­ло-серый. После всех при­го­тов­ле­ний Денис вы­ста­вил пла­сти­ны на солн­це.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Живым ор­га­низ­мам не­об­хо­ди­ма энер­гия для жизни. Энер­гия, под­дер­жи­ва­ю­щая жизнь на Земле, при­хо­дит от Солн­ца, ко­то­рое из­лу­ча­ет энер­гию в кос­мос. Кро­шеч­ная часть этой энер­гии до­сти­га­ет Земли.

Ат­мо­сфе­ра Земли дей­ству­ет как за­щит­ное оде­я­ло, по­кры­ва­ю­щее по­верх­ность пла­не­ты, и за­щи­ща­ет её от пе­ре­па­дов тем­пе­ра­ту­ры, ко­то­рые су­ще­ство­ва­ли бы в без­воз­душ­ном про­стран­стве.

Боль­шая часть из­лу­ча­е­мой Солн­цем энер­гии про­хо­дит через зем­ную ат­мо­сфе­ру. Земля по­гло­ща­ет не­ко­то­рую часть этой энер­гии, а дру­гая часть от­ра­жа­ет­ся об­рат­но от зем­ной по­верх­но­сти. Часть этой отражённой энер­гии по­гло­ща­ет­ся ат­мо­сфе­рой.

В ре­зуль­та­те этого сред­няя тем­пе­ра­ту­ра над зем­ной по­верх­но­стью выше, чем она могла бы быть, если бы ат­мо­сфе­ры не су­ще­ство­ва­ло. Ат­мо­сфе­ра Земли дей­ству­ет как пар­ник, от­сю­да и про­изошёл тер­мин «пар­ни­ко­вый эф­фект».

Счи­та­ют, что пар­ни­ко­вый эф­фект в те­че­ние два­дца­то­го века стал более за­мет­ным.

То, что сред­няя тем­пе­ра­ту­ра ат­мо­сфе­ры Земли уве­ли­чи­лась, яв­ля­ет­ся фак­том. В га­зе­тах и дру­гой пе­ри­о­ди­че­ской пе­ча­ти ос­нов­ной при­чи­ной по­вы­ше­ния тем­пе­ра­ту­ры в два­дца­том веке часто на­зы­ва­ют уве­ли­че­ние вы­бро­са уг­ле­кис­ло­го газа в ат­мо­сфе­ру.

Школь­ник по имени Ан­дрей за­ин­те­ре­со­вал­ся воз­мож­ной свя­зью между сред­ней тем­пе­ра­ту­рой ат­мо­сфе­ры Земли и вы­бро­са­ми уг­ле­кис­ло­го газа в ат­мо­сфе­ру Земли.

В биб­лио­те­ке он нашёл сле­ду­ю­щие два гра­фи­ка.

На ос­но­ве этих двух гра­фи­ков Ан­дрей сде­лал вывод, что по­вы­ше­ние сред­ней тем­пе­ра­ту­ры ат­мо­сфе­ры Земли дей­стви­тель­но про­ис­хо­дит за счёт уве­ли­че­ния вы­бро­сов уг­ле­кис­ло­го газа.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Наи­бо­лее со­вре­мен­ные марки ав­то­мо­би­лей осна­ще­ны ка­та­ли­ти­че­ски­ми кон­вер­те­ра­ми, ко­то­рые де­ла­ют вы­хлоп­ные газы менее вред­ны­ми для людей и окру­жа­ю­щей среды. Около 90 % вред­ных вы­хлоп­ных газов пре­об­ра­зу­ет­ся в менее вред­ные. Ниже при­ве­де­ны не­ко­то­рые газы, ко­то­рые по­сту­па­ют в кон­вер­тер и вы­хо­дят из него.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Про­из­вод­ство энер­гии за счёт ветра рас­смат­ри­ва­ет­ся как аль­тер­на­ти­ва, ко­то­рой можно за­ме­нить ге­не­ра­то­ры элек­тро­энер­гии, ра­бо­та­ю­щие за счёт сжи­га­ния нефти и угля. Со­ору­же­ния на ри­сун­ке  — это вет­ря­ные мель­ни­цы с ло­па­стя­ми, ко­то­рые вра­ща­ют­ся за счёт ветра. Бла­го­да­ря этим вра­ще­ни­ям ге­не­ра­то­ры про­из­во­дят элек­три­че­ский ток.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Во мно­гих стра­нах изоб­ра­же­ния плода (раз­ви­ва­ю­ще­го­ся ребёнка) можно по­лу­чить с по­мо­щью уль­тра­зву­ка (эхо­гра­фии). Уль­тра­звук счи­та­ет­ся без­опас­ным как для ма­те­ри, так и для плода.

Врач дер­жит дат­чик и водит им по жи­во­ту ма­те­ри. Уль­тра­зву­ко­вые волны про­хо­дят в брюш­ную по­лость. Внут­ри брюш­ной по­ло­сти волны от­ра­жа­ют­ся от по­верх­но­сти плода. Отражённые волны опять по­па­да­ют на дат­чик и пе­ре­да­ют­ся в ап­па­рат, ко­то­рый создаёт изоб­ра­же­ние плода.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Хи­рур­ги­че­ские опе­ра­ции, ко­то­рые осу­ществ­ля­ют­ся в спе­ци­аль­но обо­ру­до­ван­ных опе­ра­ци­он­ных по­ме­ще­ни­ях, не­об­хо­ди­мы для ле­че­ния мно­гих за­бо­ле­ва­ний.

Пе­ре­сад­ка ор­га­нов осу­ществ­ля­ет­ся путём про­ве­де­ния хи­рур­ги­че­ской опе­ра­ции и ста­но­вит­ся всё более и более рас­про­странённым яв­ле­ни­ем. На диа­грам­ме пред­став­ле­но число ор­га­нов, пе­ре­са­жен­ных в одной из боль­ниц в те­че­ние 2013 года.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Вяз­кость (внут­рен­нее тре­ние)  — одно из яв­ле­ний пе­ре­но­са, свой­ство те­ку­чих тел (жид­ко­стей и газов) ока­зы­вать со­про­тив­ле­ние пе­ре­ме­ще­нию одной их части от­но­си­тель­но дру­гой. В ре­зуль­та­те ра­бо­та, за­тра­чи­ва­е­мая на это пе­ре­ме­ще­ние, рас­се­и­ва­ет­ся в виде тепла.

Ме­ха­низм внут­рен­не­го тре­ния в жид­ко­стях и газах за­клю­ча­ет­ся в том, что ха­о­ти­че­ски дви­жу­щи­е­ся мо­ле­ку­лы пе­ре­но­сят им­пульс из од­но­го слоя в дру­гой, что при­во­дит к вы­рав­ни­ва­нию ско­ро­стей  — это опи­сы­ва­ет­ся вве­де­ни­ем силы тре­ния. Вяз­кость твёрдых тел об­ла­да­ет рядом спе­ци­фи­че­ских осо­бен­но­стей и рас­смат­ри­ва­ет­ся обыч­но от­дель­но.

Раз­ли­ча­ют ди­на­ми­че­скую вяз­кость (еди­ни­ца из­ме­ре­ния в Меж­ду­на­род­ной си­сте­ме еди­ниц (СИ)  — Па · с, в си­сте­ме СГС  — пуаз; 1 Па · с = 10 пуаз) и ки­не­ма­ти­че­скую вяз­кость (еди­ни­ца из­ме­ре­ния в СИ  — м²/с, в СГС  — стокс, вне­си­стем­ная еди­ни­ца  — гра­дус Эн­гле­ра). Ки­не­ма­ти­че­ская вяз­кость может быть по­лу­че­на как от­но­ше­ние ди­на­ми­че­ской вяз­ко­сти к плот­но­сти ве­ще­ства и своим про­ис­хож­де­ни­ем обя­за­на клас­си­че­ским ме­то­дам из­ме­ре­ния вяз­ко­сти, таким как из­ме­ре­ние вре­ме­ни вы­те­ка­ния за­дан­но­го объёма через ка­либ­ро­ван­ное от­вер­стие под дей­стви­ем силы тя­же­сти. При­бор для из­ме­ре­ния вяз­ко­сти на­зы­ва­ет­ся вис­ко­зи­мет­ром.

Фор­му­ла для опре­де­ле­ния ки­не­ма­ти­че­ской вяз­ко­сти при за­дан­ной ди­на­ми­че­ской вяз­ко­сти вы­гля­дит так:

 

Вяз­кость и плот­ность жид­ко­стей при

№ пп.	На­зва­ние жид­ко­сти	Ди­на­ми­че­ская вяз­кость сП	Плот­ность кг/м3	Ки­не­ма­ти­че­ская вяз­кость v, сСт
1	Ани­лин	4,43	1022	4,33
2	Аце­тон	0,33	789,9	0,42
3	Бен­зил	0,53	700-750	0,76-0,71
4	Бен­зол	0,65	877	0,74
5	Вода тяжёлая	1,34	1105	1,22
6	Гли­це­рин без­вод­ный	1480	1261	1170 (11,7 Ст)
7	Ке­ро­син	2,17	800	2,7
8	Кис­ло­та азот­ная	0,91	1527	0,60
9	Кис­ло­та му­ра­вьи­ная	1,78	1220	1,46
10	Кис­ло­та сер­ная	25,4	1840	13,8
11	Масло ка­ст­ро­вое	987	960	1030
12	Масло олив­ко­вое	84	910	92,31
13	Масло транс­фор­ма­тор­ное	31,6	866	36,49
14	Нефть лёгкая	17,8	712	25
15	Нефть тяжёлая	128	914	140
16	Ртуть	1,55	13579	0,114
17	Ски­пи­дар нефти	1,49	855	1,74
18	Спирт ме­ти­ло­вый (ме­та­нол)	0,58	791,7	0,73
19	Спирт эти­ло­вый (эта­нол)	1,20	789,3	1,52
20	Тет­ра­хлор­ме­тан	0,97	1597	0,61
21	То­лу­ол	0,59	867	0,68
22	Хло­ро­форм	0,58	1483	0,39

Для пе­ре­кач­ки жид­ко­стей ис­поль­зу­ют на­со­сы, в за­ви­си­мо­сти от вяз­ко­сти жид­ко­сти ис­поль­зу­ют раз­ные виды на­со­сов.

Ло­паст­ные (а среди них  — цен­тро­беж­ные)  — ос­нов­ной тип на­со­сов как с точки зре­ния про­из­во­ди­тель­но­сти и уни­вер­саль­но­сти, так и их рас­про­стра­нен­но­сти (не менее 75% про­мыш­лен­ных на­со­сов). Самые ма­лень­кие можно взять в руку, а самые боль­шие до­сти­га­ют не­сколь­ких мет­ров в диа­мет­ре. Мощ­ность цен­тро­беж­ных на­со­сов может со­став­лять от долей ки­ло­ват­та до мно­гих тысяч ки­ло­ватт.

На ри­сун­ке по­ка­за­на схема ти­пич­но­го цен­тро­беж­но­го на­со­са. Жид­кость по­сту­па­ет к цен­траль­ной части ра­бо­че­го ко­ле­са (крыль­чат­ки). Крыль­чат­ка уста­нов­ле­на на валу в кор­пу­се и при­во­дит­ся во вра­ще­ние элек­три­че­ским или дру­гим дви­га­те­лем. Энер­гия вра­ще­ния пе­ре­да­ет­ся крыль­чат­кой жид­ко­сти; жид­кость пе­ре­ме­ща­ет­ся на пе­ри­фе­рию крыль­чат­ки, со­би­ра­ет­ся в коль­це­вом кол­лек­то­ре (улит­ке) и уда­ля­ет­ся через вы­ход­ной па­тру­бок. Па­тру­бок имеет рас­ши­ря­ю­щу­ю­ся форму; ско­рость по­то­ка в нем па­да­ет, и часть ки­не­ти­че­ской энер­гии жид­ко­сти, при­об­ре­тен­ной в ра­бо­чем ко­ле­се на­со­са, пре­об­ра­зу­ет­ся в по­тен­ци­аль­ную энер­гию дав­ле­ния. Уве­ли­че­ние дав­ле­ния на вы­хо­де из на­со­са может быть до­стиг­ну­то уве­ли­че­ни­ем либо ча­сто­ты вра­ще­ния, либо диа­мет­ра крыль­чат­ки. Ло­паст­ной насос ис­поль­зу­ет­ся для пе­ре­кач­ки жид­ко­стей не боль­шой вяз­ко­сти, до 500 сСт.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Вяз­кость (внут­рен­нее тре­ние)  — одно из яв­ле­ний пе­ре­но­са, свой­ство те­ку­чих тел (жид­ко­стей и газов) ока­зы­вать со­про­тив­ле­ние пе­ре­ме­ще­нию одной их части от­но­си­тель­но дру­гой. В ре­зуль­та­те ра­бо­та, за­тра­чи­ва­е­мая на это пе­ре­ме­ще­ние, рас­се­и­ва­ет­ся в виде тепла.

Ме­ха­низм внут­рен­не­го тре­ния в жид­ко­стях и газах за­клю­ча­ет­ся в том, что ха­о­ти­че­ски дви­жу­щи­е­ся мо­ле­ку­лы пе­ре­но­сят им­пульс из од­но­го слоя в дру­гой, что при­во­дит к вы­рав­ни­ва­нию ско­ро­стей  — это опи­сы­ва­ет­ся вве­де­ни­ем силы тре­ния. Вяз­кость твёрдых тел об­ла­да­ет рядом спе­ци­фи­че­ских осо­бен­но­стей и рас­смат­ри­ва­ет­ся обыч­но от­дель­но.

Раз­ли­ча­ют ди­на­ми­че­скую вяз­кость (еди­ни­ца из­ме­ре­ния в Меж­ду­на­род­ной си­сте­ме еди­ниц (СИ)  — Па · с, в си­сте­ме СГС  — пуаз; 1 Па · с = 10 пуаз) и ки­не­ма­ти­че­скую вяз­кость (еди­ни­ца из­ме­ре­ния в СИ  — м²/с, в СГС  — стокс, вне­си­стем­ная еди­ни­ца  — гра­дус Эн­гле­ра). Ки­не­ма­ти­че­ская вяз­кость может быть по­лу­че­на как от­но­ше­ние ди­на­ми­че­ской вяз­ко­сти к плот­но­сти ве­ще­ства и своим про­ис­хож­де­ни­ем обя­за­на клас­си­че­ским ме­то­дам из­ме­ре­ния вяз­ко­сти, таким как из­ме­ре­ние вре­ме­ни вы­те­ка­ния за­дан­но­го объёма через ка­либ­ро­ван­ное от­вер­стие под дей­стви­ем силы тя­же­сти. При­бор для из­ме­ре­ния вяз­ко­сти на­зы­ва­ет­ся вис­ко­зи­мет­ром.

Фор­му­ла для опре­де­ле­ния ки­не­ма­ти­че­ской вяз­ко­сти при за­дан­ной ди­на­ми­че­ской вяз­ко­сти вы­гля­дит так:

 

Вяз­кость и плот­ность жид­ко­стей при

№ пп.	На­зва­ние жид­ко­сти	Ди­на­ми­че­ская вяз­кость сП	Плот­ность кг/м3	Ки­не­ма­ти­че­ская вяз­кость v, сСт
1	Ани­лин	4,43	1022	4,33
2	Аце­тон	0,33	789,9	0,42
3	Бен­зил	0,53	700-750	0,76-0,71
4	Бен­зол	0,65	877	0,74
5	Вода тяжёлая	1,34	1105	1,22
6	Гли­це­рин без­вод­ный	1480	1261	1170 (11,7 Ст)
7	Ке­ро­син	2,17	800	2,7
8	Кис­ло­та азот­ная	0,91	1527	0,60
9	Кис­ло­та му­ра­вьи­ная	1,78	1220	1,46
10	Кис­ло­та сер­ная	25,4	1840	13,8
11	Масло ка­ст­ро­вое	987	960	1030
12	Масло олив­ко­вое	84	910	92,31
13	Масло транс­фор­ма­тор­ное	31,6	866	36,49
14	Нефть лёгкая	17,8	712	25
15	Нефть тяжёлая	128	914	140
16	Ртуть	1,55	13579	0,114
17	Ски­пи­дар нефти	1,49	855	1,74
18	Спирт ме­ти­ло­вый (ме­та­нол)	0,58	791,7	0,73
19	Спирт эти­ло­вый (эта­нол)	1,20	789,3	1,52
20	Тет­ра­хлор­ме­тан	0,97	1597	0,61
21	То­лу­ол	0,59	867	0,68
22	Хло­ро­форм	0,58	1483	0,39

Для пе­ре­кач­ки жид­ко­стей ис­поль­зу­ют на­со­сы, в за­ви­си­мо­сти от вяз­ко­сти жид­ко­сти ис­поль­зу­ют раз­ные виды на­со­сов.

Ло­паст­ные (а среди них  — цен­тро­беж­ные)  — ос­нов­ной тип на­со­сов как с точки зре­ния про­из­во­ди­тель­но­сти и уни­вер­саль­но­сти, так и их рас­про­стра­нен­но­сти (не менее 75% про­мыш­лен­ных на­со­сов). Самые ма­лень­кие можно взять в руку, а самые боль­шие до­сти­га­ют не­сколь­ких мет­ров в диа­мет­ре. Мощ­ность цен­тро­беж­ных на­со­сов может со­став­лять от долей ки­ло­ват­та до мно­гих тысяч ки­ло­ватт.

На ри­сун­ке по­ка­за­на схема ти­пич­но­го цен­тро­беж­но­го на­со­са. Жид­кость по­сту­па­ет к цен­траль­ной части ра­бо­че­го ко­ле­са (крыль­чат­ки). Крыль­чат­ка уста­нов­ле­на на валу в кор­пу­се и при­во­дит­ся во вра­ще­ние элек­три­че­ским или дру­гим дви­га­те­лем. Энер­гия вра­ще­ния пе­ре­да­ет­ся крыль­чат­кой жид­ко­сти; жид­кость пе­ре­ме­ща­ет­ся на пе­ри­фе­рию крыль­чат­ки, со­би­ра­ет­ся в коль­це­вом кол­лек­то­ре (улит­ке) и уда­ля­ет­ся через вы­ход­ной па­тру­бок. Па­тру­бок имеет рас­ши­ря­ю­щу­ю­ся форму; ско­рость по­то­ка в нем па­да­ет, и часть ки­не­ти­че­ской энер­гии жид­ко­сти, при­об­ре­тен­ной в ра­бо­чем ко­ле­се на­со­са, пре­об­ра­зу­ет­ся в по­тен­ци­аль­ную энер­гию дав­ле­ния. Уве­ли­че­ние дав­ле­ния на вы­хо­де из на­со­са может быть до­стиг­ну­то уве­ли­че­ни­ем либо ча­сто­ты вра­ще­ния, либо диа­мет­ра крыль­чат­ки. Ло­паст­ной насос ис­поль­зу­ет­ся для пе­ре­кач­ки жид­ко­стей не боль­шой вяз­ко­сти, до 500 сСт.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

В за­ви­си­мо­сти от ча­сто­ты ко­ле­ба­ний элек­тро­маг­нит­ные волны ока­зы­ва­ют раз­лич­ное дей­ствие на ор­га­низм че­ло­ве­ка и ис­поль­зу­ют­ся для раз­лич­ных тех­ни­че­ских целей. Диа­па­зон этих ча­стот на­зы­ва­ют спек­тром элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния, он огро­мен  — от не­сколь­ких де­сят­ков тысяч до 10²⁰ Гц. Ча­сто­ту можно найти, зная длину волны, по фор­му­ле: ν(ча­сто­та в гер­цах) = с(ско­рость света)/λ (длина волны в мет­рах)

Со­от­вет­ствен­но, длина элек­тро­маг­нит­ной волны может со­став­лять от де­сят­ков ки­ло­мет­ров до ты­сяч­ных долей на­но­мет­ра. Че­ло­век без по­мо­щи при­бо­ров может вос­при­ни­мать лишь очень не­боль­шую часть элек­тро­маг­нит­но­го спек­тра, ко­то­рую на­зы­ва­ют ви­ди­мой ча­стью этого спек­тра или его све­то­вым диа­па­зо­ном. Све­то­чув­стви­тель­ные клет­ки глаза ре­а­ги­ру­ют на по­па­да­ю­щее в глаз из­лу­че­ние, на­хо­дя­ще­е­ся в све­то­вом диа­па­зо­не, и пре­вра­ща­ют его в ощу­ще­ние света.

Причём в за­ви­си­мо­сти от длины волны мы можем вос­при­ни­мать раз­лич­ные цвета. Самые ко­рот­кие волны вы­зы­ва­ют ощу­ще­ния фи­о­ле­то­во­го света, затем, по мере уве­ли­че­ния длины волны, воз­ни­ка­ют ощу­ще­ния го­лу­бо­го, си­не­го, зелёного, жёлтого, оран­же­во­го и крас­но­го цвета. В точ­но­сти с фра­зой для за­по­ми­на­ния ви­ди­мо­го спек­тра: «Каж­дый охот­ник же­ла­ет знать, где сидит фазан».

В дру­гих об­ла­стях спек­тра элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние не­ви­ди­мо для че­ло­ве­че­ско­го глаза. Из­лу­че­ние, длина волны ко­то­ро­го не­мно­го боль­ше, чем в ви­ди­мой об­ла­сти, на­зы­ва­ют ин­фра­крас­ным. Мы тоже можем вос­при­ни­мать его, но уже не как свет, а как тепло. Су­ще­ству­ют при­бо­ры, спо­соб­ные ре­а­ги­ро­вать на ин­фра­крас­ное из­лу­че­ние; на фо­то­гра­фи­ях, сде­лан­ных с их по­мо­щью, го­ря­чие пред­ме­ты будут вы­гля­деть тёмными, а хо­лод­ные – свет­лы­ми. Сфо­то­гра­фи­ро­вав ком­на­ту зимой, мы уви­дим чёрные ра­ди­а­то­ры отоп­ле­ния и белые окна. Мы также раз­ли­чим на фоне стен фи­гу­ры людей и жи­вот­ных, так как тем­пе­ра­ту­ра их тел выше, чем тем­пе­ра­ту­ра окру­жа­ю­щих пред­ме­тов. Не­ко­то­рые змеи спо­соб­ны ви­деть в ин­фра­крас­ной об­ла­сти и, бла­го­да­ря этому, на­хо­дить в тем­но­те мышей, на ко­то­рых они охо­тят­ся.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

В за­ви­си­мо­сти от ча­сто­ты ко­ле­ба­ний элек­тро­маг­нит­ные волны ока­зы­ва­ют раз­лич­ное дей­ствие на ор­га­низм че­ло­ве­ка и ис­поль­зу­ют­ся для раз­лич­ных тех­ни­че­ских целей. Диа­па­зон этих ча­стот на­зы­ва­ют спек­тром элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния, он огро­мен  — от не­сколь­ких де­сят­ков тысяч до 10²⁰ Гц. Ча­сто­ту можно найти, зная длину волны, по фор­му­ле: ν(ча­сто­та в гер­цах) = с(ско­рость света)/λ (длина волны в мет­рах)

Со­от­вет­ствен­но, длина элек­тро­маг­нит­ной волны может со­став­лять от де­сят­ков ки­ло­мет­ров до ты­сяч­ных долей на­но­мет­ра. Че­ло­век без по­мо­щи при­бо­ров может вос­при­ни­мать лишь очень не­боль­шую часть элек­тро­маг­нит­но­го спек­тра, ко­то­рую на­зы­ва­ют ви­ди­мой ча­стью этого спек­тра или его све­то­вым диа­па­зо­ном. Све­то­чув­стви­тель­ные клет­ки глаза ре­а­ги­ру­ют на по­па­да­ю­щее в глаз из­лу­че­ние, на­хо­дя­ще­е­ся в све­то­вом диа­па­зо­не, и пре­вра­ща­ют его в ощу­ще­ние света.

Причём в за­ви­си­мо­сти от длины волны мы можем вос­при­ни­мать раз­лич­ные цвета. Самые ко­рот­кие волны вы­зы­ва­ют ощу­ще­ния фи­о­ле­то­во­го света, затем, по мере уве­ли­че­ния длины волны, воз­ни­ка­ют ощу­ще­ния го­лу­бо­го, си­не­го, зелёного, жёлтого, оран­же­во­го и крас­но­го цвета. В точ­но­сти с фра­зой для за­по­ми­на­ния ви­ди­мо­го спек­тра: «Каж­дый охот­ник же­ла­ет знать, где сидит фазан».

В дру­гих об­ла­стях спек­тра элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние не­ви­ди­мо для че­ло­ве­че­ско­го глаза. Из­лу­че­ние, длина волны ко­то­ро­го не­мно­го боль­ше, чем в ви­ди­мой об­ла­сти, на­зы­ва­ют ин­фра­крас­ным. Мы тоже можем вос­при­ни­мать его, но уже не как свет, а как тепло. Су­ще­ству­ют при­бо­ры, спо­соб­ные ре­а­ги­ро­вать на ин­фра­крас­ное из­лу­че­ние; на фо­то­гра­фи­ях, сде­лан­ных с их по­мо­щью, го­ря­чие пред­ме­ты будут вы­гля­деть тёмными, а хо­лод­ные – свет­лы­ми. Сфо­то­гра­фи­ро­вав ком­на­ту зимой, мы уви­дим чёрные ра­ди­а­то­ры отоп­ле­ния и белые окна. Мы также раз­ли­чим на фоне стен фи­гу­ры людей и жи­вот­ных, так как тем­пе­ра­ту­ра их тел выше, чем тем­пе­ра­ту­ра окру­жа­ю­щих пред­ме­тов. Не­ко­то­рые змеи спо­соб­ны ви­деть в ин­фра­крас­ной об­ла­сти и, бла­го­да­ря этому, на­хо­дить в тем­но­те мышей, на ко­то­рых они охо­тят­ся.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Ко­ли­че­ство во­дя­но­го пара, на­хо­дя­ще­го­ся в воз­ду­хе, на­зы­ва­ет­ся влаж­но­стью воз­ду­ха. Для ха­рак­те­ри­сти­ки влаж­но­сти упо­треб­ля­ют­ся сле­ду­ю­щие ве­ли­чи­ны:

1.  Аб­со­лют­ная влаж­ность.

2.  От­но­си­тель­ная влаж­ность.

Ко­ли­че­ство во­дя­но­го пара, со­дер­жа­ще­го­ся в 1 м³ воз­ду­ха на­зы­ва­ет­ся аб­со­лют­ной влаж­но­стью и из­ме­ря­ет­ся или в ве­со­вых еди­ни­цах (грам­мах), или вы­ра­жа­ет­ся упру­го­стью пара в мил­ли­мет­рах (или мил­ли­ба­рах) ртут­но­го стол­ба. От­но­си­тель­ная влаж­ность пред­став­ля­ет собой от­но­ше­ние упру­го­сти во­дя­но­го пара, на­сы­ща­ю­ще­го про­стран­ство, к мак­си­маль­но воз­мож­ной упру­го­сти во­дя­но­го пара при дан­ной тем­пе­ра­ту­ре. От­но­си­тель­ная влаж­ность вы­ра­жа­ет­ся в про­цен­тах. Для опре­де­ле­ния влаж­но­сти воз­ду­ха ме­тео­ро­ло­ги поль­зу­ют­ся пси­хро­мет­ром и во­ло­ся­ным гиг­ро­мет­ром. Пси­хро­метр слу­жит для из­ме­ре­ния тем­пе­ра­ту­ры и влаж­но­сти воз­ду­ха. Пси­хро­метр со­сто­ит из двух тер­мо­мет­ров. Ре­зер­ву­ар пра­во­го тер­мо­мет­ра обер­нут тка­нью. Левый тер­мо­метр (сухой) слу­жит для из­ме­ре­ния тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха. От­счет по пра­во­му (смо­чен­но­му) тер­мо­мет­ру в со­еди­не­нии с от­сче­та­ми по су­хо­му тер­мо­мет­ру слу­жат для вы­чис­ле­ния аб­со­лют­ной и от­но­си­тель­ной влаж­но­сти воз­ду­ха. Лос­ку­ток ткани, охва­ты­ва­ю­щий шарик тер­мо­мет­ра, дол­жен быть все­гда чи­стым. Если он за­гряз­нил­ся, его не­об­хо­ди­мо за­ме­нить новым. Ме­нять его сле­ду­ет, воз­мож­но, чаще: при по­сто­ян­ной ра­бо­те не реже, чем раз в две не­де­ли. Вб­ли­зи при­бо­ра не долж­но быть ни­ка­ких по­сто­рон­них пред­ме­тов, ко­то­рые, имея тем­пе­ра­ту­ру, от­лич­ную от тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха, могут по­вли­ять на по­ка­за­ния при­бо­ра. При­бор сле­ду­ет уста­нав­ли­вать в тени.

По­ря­док на­блю­де­ний по пси­хро­мет­ру:

1.  За 5 минут до сроч­но­го часа сма­чи­ва­ют ткань на тер­мо­мет­ре. Для этого берут ди­стил­ли­ро­ван­ную воду. За не­име­ни­ем та­ко­вой можно поль­зо­вать­ся чи­стой сне­го­вой водой или ис­поль­зо­вать дож­де­вую воду, пред­ва­ри­тель­но про­пу­щен­ную через филь­тро­валь­ную бу­ма­гу или вату.

2.  Через 4 ми­ну­ты про­из­во­дят от­счет су­хо­го и смо­чен­но­го тер­мо­мет­ров пси­хро­мет­ра.

На­блю­де­ния по пси­хро­мет­ру при тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха около нуля имеют сле­ду­ю­щие осо­бен­но­сти:

1.  Ткань в этом слу­чае сма­чи­ва­ют за 30 минут до на­ступ­ле­ния срока на­блю­де­ния.

2.  После от­сче­та тер­мо­мет­ров опре­де­ля­ет­ся со­сто­я­ние ткани – «лед» или «вода». Для этой цели не­от­то­чен­ным кон­цом ка­ран­да­ша или тон­кой де­ре­вян­ной па­лоч­кой осто­рож­но ка­са­ют­ся лос­кут­ка ткани на смо­чен­ном тер­мо­мет­ре и в за­ви­си­мо­сти от того, мяг­кая или твер­дая ткань, от­ме­ча­ют «в» или «л».

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Ко­ли­че­ство во­дя­но­го пара, на­хо­дя­ще­го­ся в воз­ду­хе, на­зы­ва­ет­ся влаж­но­стью воз­ду­ха. Для ха­рак­те­ри­сти­ки влаж­но­сти упо­треб­ля­ют­ся сле­ду­ю­щие ве­ли­чи­ны:

1.  Аб­со­лют­ная влаж­ность.

2.  От­но­си­тель­ная влаж­ность.

Ко­ли­че­ство во­дя­но­го пара, со­дер­жа­ще­го­ся в 1 м³ воз­ду­ха на­зы­ва­ет­ся аб­со­лют­ной влаж­но­стью и из­ме­ря­ет­ся или в ве­со­вых еди­ни­цах (грам­мах), или вы­ра­жа­ет­ся упру­го­стью пара в мил­ли­мет­рах (или мил­ли­ба­рах) ртут­но­го стол­ба. От­но­си­тель­ная влаж­ность пред­став­ля­ет собой от­но­ше­ние упру­го­сти во­дя­но­го пара, на­сы­ща­ю­ще­го про­стран­ство, к мак­си­маль­но воз­мож­ной упру­го­сти во­дя­но­го пара при дан­ной тем­пе­ра­ту­ре. От­но­си­тель­ная влаж­ность вы­ра­жа­ет­ся в про­цен­тах. Для опре­де­ле­ния влаж­но­сти воз­ду­ха ме­тео­ро­ло­ги поль­зу­ют­ся пси­хро­мет­ром и во­ло­ся­ным гиг­ро­мет­ром. Пси­хро­метр слу­жит для из­ме­ре­ния тем­пе­ра­ту­ры и влаж­но­сти воз­ду­ха. Пси­хро­метр со­сто­ит из двух тер­мо­мет­ров. Ре­зер­ву­ар пра­во­го тер­мо­мет­ра обер­нут тка­нью. Левый тер­мо­метр (сухой) слу­жит для из­ме­ре­ния тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха. От­счет по пра­во­му (смо­чен­но­му) тер­мо­мет­ру в со­еди­не­нии с от­сче­та­ми по су­хо­му тер­мо­мет­ру слу­жат для вы­чис­ле­ния аб­со­лют­ной и от­но­си­тель­ной влаж­но­сти воз­ду­ха. Лос­ку­ток ткани, охва­ты­ва­ю­щий шарик тер­мо­мет­ра, дол­жен быть все­гда чи­стым. Если он за­гряз­нил­ся, его не­об­хо­ди­мо за­ме­нить новым. Ме­нять его сле­ду­ет, воз­мож­но, чаще: при по­сто­ян­ной ра­бо­те не реже, чем раз в две не­де­ли. Вб­ли­зи при­бо­ра не долж­но быть ни­ка­ких по­сто­рон­них пред­ме­тов, ко­то­рые, имея тем­пе­ра­ту­ру, от­лич­ную от тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха, могут по­вли­ять на по­ка­за­ния при­бо­ра. При­бор сле­ду­ет уста­нав­ли­вать в тени.

По­ря­док на­блю­де­ний по пси­хро­мет­ру:

1.  За 5 минут до сроч­но­го часа сма­чи­ва­ют ткань на тер­мо­мет­ре. Для этого берут ди­стил­ли­ро­ван­ную воду. За не­име­ни­ем та­ко­вой можно поль­зо­вать­ся чи­стой сне­го­вой водой или ис­поль­зо­вать дож­де­вую воду, пред­ва­ри­тель­но про­пу­щен­ную через филь­тро­валь­ную бу­ма­гу или вату.

2.  Через 4 ми­ну­ты про­из­во­дят от­счет су­хо­го и смо­чен­но­го тер­мо­мет­ров пси­хро­мет­ра.

На­блю­де­ния по пси­хро­мет­ру при тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха около нуля имеют сле­ду­ю­щие осо­бен­но­сти:

1.  Ткань в этом слу­чае сма­чи­ва­ют за 30 минут до на­ступ­ле­ния срока на­блю­де­ния.

2.  После от­сче­та тер­мо­мет­ров опре­де­ля­ет­ся со­сто­я­ние ткани – «лед» или «вода». Для этой цели не­от­то­чен­ным кон­цом ка­ран­да­ша или тон­кой де­ре­вян­ной па­лоч­кой осто­рож­но ка­са­ют­ся лос­кут­ка ткани на смо­чен­ном тер­мо­мет­ре и в за­ви­си­мо­сти от того, мяг­кая или твер­дая ткань, от­ме­ча­ют «в» или «л».

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Одним из самых рас­про­стра­нен­ных ма­те­ри­а­лов, с ко­то­рым все­гда пред­по­чи­та­ли ра­бо­тать люди, был ме­талл. Все ме­тал­лы имеют ряд свойств, ко­то­рые поз­во­ля­ют объ­еди­нять их в одну боль­шую груп­пу ве­ществ. В свою оче­редь, эти свой­ства объ­яс­ня­ет кри­стал­ли­че­ское стро­е­ние ме­тал­лов. К спе­ци­фи­че­ским свой­ствам рас­смат­ри­ва­е­мых ве­ществ от­но­сят сле­ду­ю­щие:

1.  Ме­тал­ли­че­ский блеск. Все пред­ста­ви­те­ли про­стых ве­ществ им об­ла­да­ют, при­чем боль­шин­ство оди­на­ко­вым се­реб­ри­сто-белым цве­том. Лишь не­ко­то­рые (зо­ло­то, медь, спла­вы) от­ли­ча­ют­ся.

2.  Ков­кость и пла­стич­ность - спо­соб­ность де­фор­ми­ро­вать­ся и вос­ста­нав­ли­вать­ся до­ста­точ­но легко. У раз­ных пред­ста­ви­те­лей вы­ра­же­на в не­оди­на­ко­вой мере.

3.  Элек­тро­про­вод­ность и теп­ло­про­вод­ность - одно из ос­нов­ных свойств, ко­то­рое опре­де­ля­ет об­ла­сти при­ме­не­ния ме­тал­ла и его спла­вов.

Кри­стал­ли­че­ское стро­е­ние ме­тал­лов и спла­вов объ­яс­ня­ет при­чи­ну каж­до­го из обо­зна­чен­ных свойств и го­во­рит о вы­ра­жен­но­сти их у каж­до­го кон­крет­но­го пред­ста­ви­те­ля. Если знать осо­бен­но­сти та­ко­го стро­е­ния, то можно вли­ять на свой­ства об­раз­ца и под­стра­и­вать его под нуж­ные па­ра­мет­ры, что и де­ла­ют люди уже мно­гие де­ся­ти­ле­тия.

Кри­сталл  — это услов­ное гра­фи­че­ское изоб­ра­же­ние, по­стро­ен­ное путем пе­ре­се­че­ния во­об­ра­жа­е­мых линий через атомы, ко­то­рые вы­стра­и­ва­ют тело. Дру­ги­ми сло­ва­ми, каж­дый ме­талл со­сто­ит из ато­мов. Они рас­по­ла­га­ют­ся в нем не ха­о­тич­но, а очень пра­виль­но и по­сле­до­ва­тель­но. Так вот, если мыс­лен­но со­еди­нить все эти ча­сти­цы в одну струк­ту­ру, то по­лу­чит­ся изоб­ра­же­ние в виде пра­виль­но­го гео­мет­ри­че­ско­го тела какой-либо формы. Это и при­ня­то на­зы­вать кри­стал­ли­че­ской ре­шет­кой ме­тал­ла. Она очень слож­ная и про­стран­ствен­но объ­ем­ная, по­это­му для упро­ще­ния по­ка­зы­ва­ют не всю ее, а лишь часть, эле­мен­тар­ную ячей­ку. Со­во­куп­ность таких ячеек, со­бран­ная вме­сте и от­ра­жен­ная в трех­мер­ном про­стран­стве, и об­ра­зу­ет кри­стал­ли­че­ские ре­шет­ки.

Сама эле­мен­тар­ная ячей­ка – это набор ато­мов, ко­то­рые рас­по­ла­га­ют­ся на опре­де­лен­ном рас­сто­я­нии друг от друга и ко­ор­ди­ни­ру­ют во­круг себя стро­го фик­си­ро­ван­ное число дру­гих ча­стиц. Она ха­рак­те­ри­зу­ет­ся плот­но­стью упа­ков­ки, рас­сто­я­ни­ем между со­став­ны­ми струк­ту­ра­ми, ко­ор­ди­на­ци­он­ным чис­лом. В целом все эти па­ра­мет­ры яв­ля­ют­ся ха­рак­те­ри­сти­кой и всего кри­стал­ла, а зна­чит, от­ра­жа­ют и про­яв­ля­е­мые ме­тал­лом свой­ства. Су­ще­ству­ет не­сколь­ко раз­но­вид­но­стей кри­стал­ли­че­ских ре­ше­ток. Объ­еди­ня­ет их все одна осо­бен­ность – в узлах на­хо­дят­ся атомы, а внут­ри рас­по­ла­га­ет­ся об­ла­ко элек­трон­но­го газа, ко­то­рое фор­ми­ру­ет­ся путем сво­бод­но­го пе­ре­дви­же­ния элек­тро­нов внут­ри кри­стал­ла.

Че­тыр­на­дцать ва­ри­ан­тов стро­е­ния ре­шет­ки при­ня­то объ­еди­нять в три ос­нов­ных типа. Они сле­ду­ю­щие:

1.  Объ­ем­но-цен­три­ро­ван­ная ку­би­че­ская.

2.  Гек­са­го­наль­ная плот­но­упа­ко­ван­ная.

3.  Гра­не­цен­три­ро­ван­ная ку­би­че­ская.

В за­ви­си­мо­сти от типа кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки ме­ня­ет­ся ко­эф­фи­ци­ент ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния, а также тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния ме­тал­лов. При уве­ли­че­нии тем­пе­ра­ту­ры про­ис­хо­дит рас­ши­ре­ние твер­до­го тела, ко­то­рое на­зы­ва­ют теп­ло­вым рас­ши­ре­ни­ем. Его делят на ли­ней­ное и объ­ем­ное теп­ло­вое рас­ши­ре­ние. Ко­эф­фи­ци­ен­том ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния на­зы­ва­ют фи­зи­че­скую ве­ли­чи­ну ха­рак­те­ри­зу­ю­щую из­ме­не­ние ли­ней­ных раз­ме­ров твер­до­го тела при из­ме­не­нии его тем­пе­ра­ту­ры. Опе­ри­ру­ют, обыч­но сред­ним ко­эф­фи­ци­ен­том ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния. Он при­ве­ден в чет­вер­том столб­це таб­ли­цы. Ко­эф­фи­ци­ент ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния от­но­сят к ха­рак­те­ри­сти­кам теп­ло­во­го рас­ши­ре­ния ма­те­ри­а­ла.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Одним из самых рас­про­стра­нен­ных ма­те­ри­а­лов, с ко­то­рым все­гда пред­по­чи­та­ли ра­бо­тать люди, был ме­талл. Все ме­тал­лы имеют ряд свойств, ко­то­рые поз­во­ля­ют объ­еди­нять их в одну боль­шую груп­пу ве­ществ. В свою оче­редь, эти свой­ства объ­яс­ня­ет кри­стал­ли­че­ское стро­е­ние ме­тал­лов. К спе­ци­фи­че­ским свой­ствам рас­смат­ри­ва­е­мых ве­ществ от­но­сят сле­ду­ю­щие:

1.  Ме­тал­ли­че­ский блеск. Все пред­ста­ви­те­ли про­стых ве­ществ им об­ла­да­ют, при­чем боль­шин­ство оди­на­ко­вым се­реб­ри­сто-белым цве­том. Лишь не­ко­то­рые (зо­ло­то, медь, спла­вы) от­ли­ча­ют­ся.

2.  Ков­кость и пла­стич­ность - спо­соб­ность де­фор­ми­ро­вать­ся и вос­ста­нав­ли­вать­ся до­ста­точ­но легко. У раз­ных пред­ста­ви­те­лей вы­ра­же­на в не­оди­на­ко­вой мере.

3.  Элек­тро­про­вод­ность и теп­ло­про­вод­ность - одно из ос­нов­ных свойств, ко­то­рое опре­де­ля­ет об­ла­сти при­ме­не­ния ме­тал­ла и его спла­вов.

Кри­стал­ли­че­ское стро­е­ние ме­тал­лов и спла­вов объ­яс­ня­ет при­чи­ну каж­до­го из обо­зна­чен­ных свойств и го­во­рит о вы­ра­жен­но­сти их у каж­до­го кон­крет­но­го пред­ста­ви­те­ля. Если знать осо­бен­но­сти та­ко­го стро­е­ния, то можно вли­ять на свой­ства об­раз­ца и под­стра­и­вать его под нуж­ные па­ра­мет­ры, что и де­ла­ют люди уже мно­гие де­ся­ти­ле­тия.

Кри­сталл  — это услов­ное гра­фи­че­ское изоб­ра­же­ние, по­стро­ен­ное путем пе­ре­се­че­ния во­об­ра­жа­е­мых линий через атомы, ко­то­рые вы­стра­и­ва­ют тело. Дру­ги­ми сло­ва­ми, каж­дый ме­талл со­сто­ит из ато­мов. Они рас­по­ла­га­ют­ся в нем не ха­о­тич­но, а очень пра­виль­но и по­сле­до­ва­тель­но. Так вот, если мыс­лен­но со­еди­нить все эти ча­сти­цы в одну струк­ту­ру, то по­лу­чит­ся изоб­ра­же­ние в виде пра­виль­но­го гео­мет­ри­че­ско­го тела какой-либо формы. Это и при­ня­то на­зы­вать кри­стал­ли­че­ской ре­шет­кой ме­тал­ла. Она очень слож­ная и про­стран­ствен­но объ­ем­ная, по­это­му для упро­ще­ния по­ка­зы­ва­ют не всю ее, а лишь часть, эле­мен­тар­ную ячей­ку. Со­во­куп­ность таких ячеек, со­бран­ная вме­сте и от­ра­жен­ная в трех­мер­ном про­стран­стве, и об­ра­зу­ет кри­стал­ли­че­ские ре­шет­ки.

Сама эле­мен­тар­ная ячей­ка – это набор ато­мов, ко­то­рые рас­по­ла­га­ют­ся на опре­де­лен­ном рас­сто­я­нии друг от друга и ко­ор­ди­ни­ру­ют во­круг себя стро­го фик­си­ро­ван­ное число дру­гих ча­стиц. Она ха­рак­те­ри­зу­ет­ся плот­но­стью упа­ков­ки, рас­сто­я­ни­ем между со­став­ны­ми струк­ту­ра­ми, ко­ор­ди­на­ци­он­ным чис­лом. В целом все эти па­ра­мет­ры яв­ля­ют­ся ха­рак­те­ри­сти­кой и всего кри­стал­ла, а зна­чит, от­ра­жа­ют и про­яв­ля­е­мые ме­тал­лом свой­ства. Су­ще­ству­ет не­сколь­ко раз­но­вид­но­стей кри­стал­ли­че­ских ре­ше­ток. Объ­еди­ня­ет их все одна осо­бен­ность – в узлах на­хо­дят­ся атомы, а внут­ри рас­по­ла­га­ет­ся об­ла­ко элек­трон­но­го газа, ко­то­рое фор­ми­ру­ет­ся путем сво­бод­но­го пе­ре­дви­же­ния элек­тро­нов внут­ри кри­стал­ла.

Че­тыр­на­дцать ва­ри­ан­тов стро­е­ния ре­шет­ки при­ня­то объ­еди­нять в три ос­нов­ных типа. Они сле­ду­ю­щие:

1.  Объ­ем­но-цен­три­ро­ван­ная ку­би­че­ская.

2.  Гек­са­го­наль­ная плот­но­упа­ко­ван­ная.

3.  Гра­не­цен­три­ро­ван­ная ку­би­че­ская.

В за­ви­си­мо­сти от типа кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки ме­ня­ет­ся ко­эф­фи­ци­ент ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния, а также тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния ме­тал­лов. При уве­ли­че­нии тем­пе­ра­ту­ры про­ис­хо­дит рас­ши­ре­ние твер­до­го тела, ко­то­рое на­зы­ва­ют теп­ло­вым рас­ши­ре­ни­ем. Его делят на ли­ней­ное и объ­ем­ное теп­ло­вое рас­ши­ре­ние. Ко­эф­фи­ци­ен­том ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния на­зы­ва­ют фи­зи­че­скую ве­ли­чи­ну ха­рак­те­ри­зу­ю­щую из­ме­не­ние ли­ней­ных раз­ме­ров твер­до­го тела при из­ме­не­нии его тем­пе­ра­ту­ры. Опе­ри­ру­ют, обыч­но сред­ним ко­эф­фи­ци­ен­том ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния. Он при­ве­ден в чет­вер­том столб­це таб­ли­цы. Ко­эф­фи­ци­ент ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния от­но­сят к ха­рак­те­ри­сти­кам теп­ло­во­го рас­ши­ре­ния ма­те­ри­а­ла.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16—18.

Ко­ва­лент­ная связь (от лат. co  — «сов­мест­но» и vales  — «име­ю­щий силу»)  — хи­ми­че­ская связь, об­ра­зо­ван­ная пе­ре­кры­ти­ем (обоб­ществ­ле­ни­ем) пары ва­лент­ных элек­трон­ных об­ла­ков. Обес­пе­чи­ва­ю­щие связь элек­трон­ные об­ла­ка (элек­тро­ны) на­зы­ва­ют­ся общей элек­трон­ной парой.

Тер­мин "ко­ва­лент­ная связь" был впер­вые введён ла­у­ре­а­том Но­бе­лев­ской пре­мии Ир­вин­гом Ленг­мю­ром в 1919 году. Этот тер­мин от­но­сил­ся к хи­ми­че­ской связи, обу­слов­лен­ной сов­мест­ным об­ла­да­ни­ем элек­тро­на­ми, в от­ли­чие от ме­тал­ли­че­ской связи, в ко­то­рой элек­тро­ны были сво­бод­ны­ми, или от ион­ной связи, в ко­то­рой один из ато­мов от­да­вал элек­трон и ста­но­вил­ся ка­ти­о­ном, а дру­гой атом при­ни­мал элек­трон и ста­но­вил­ся ани­о­ном.

Ха­рак­тер­ные свой­ства ко­ва­лент­ной связи  — на­прав­лен­ность, на­сы­ща­е­мость, по­ляр­ность, по­ля­ри­зу­е­мость  — опре­де­ля­ют хи­ми­че­ские и фи­зи­че­ские свой­ства со­еди­не­ний.

На­прав­лен­ность связи обу­слов­ле­на мо­ле­ку­ляр­ным стро­е­ни­ем ве­ще­ства и гео­мет­ри­че­ской формы их мо­ле­ку­лы. Углы между двумя свя­зя­ми на­зы­ва­ют ва­лент­ны­ми.

На­сы­ща­е­мость  — спо­соб­ность ато­мов об­ра­зо­вы­вать огра­ни­чен­ное число ко­ва­лент­ных свя­зей. Ко­ли­че­ство свя­зей, об­ра­зу­е­мых ато­мом, огра­ни­че­но чис­лом его внеш­них атом­ных ор­би­та­лей.

По­ляр­ность связи обу­слов­ле­на не­рав­но­мер­ным рас­пре­де­ле­ни­ем элек­трон­ной плот­но­сти вслед­ствие раз­ли­чий в элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стях ато­мов. По этому при­зна­ку ко­ва­лент­ные связи под­раз­де­ля­ют­ся на не­по­ляр­ные и по­ляр­ные (не­по­ляр­ные  — двух­атом­ная мо­ле­ку­ла со­сто­ит из оди­на­ко­вых ато­мов (H₂, Cl₂, N₂) и элек­трон­ные об­ла­ка каж­до­го атома рас­пре­де­ля­ют­ся сим­мет­рич­но от­но­си­тель­но этих ато­мов; по­ляр­ные  — двух­атом­ная мо­ле­ку­ла со­сто­ит из ато­мов раз­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов, и общее элек­трон­ное об­ла­ко сме­ща­ет­ся в сто­ро­ну од­но­го из ато­мов, об­ра­зуя тем самым асим­мет­рию рас­пре­де­ле­ния элек­три­че­ско­го за­ря­да в мо­ле­ку­ле, по­рож­дая ди­поль­ный мо­мент мо­ле­ку­лы).

По­ля­ри­зу­е­мость связи вы­ра­жа­ет­ся в сме­ще­нии элек­тро­нов связи под вли­я­ни­ем внеш­не­го элек­три­че­ско­го поля, в том числе и дру­гой ре­а­ги­ру­ю­щей ча­сти­цы. По­ля­ри­зу­е­мость опре­де­ля­ет­ся по­движ­но­стью элек­тро­нов. По­ляр­ность и по­ля­ри­зу­е­мость ко­ва­лент­ных свя­зей опре­де­ля­ет ре­ак­ци­он­ную спо­соб­ность мо­ле­кул по от­но­ше­нию к по­ляр­ным ре­а­ген­там.

Таб­ли­ца ил­лю­стри­ру­ет свой­ства ве­ществ с ко­ва­лент­ной не­по­ляр­ной свя­зью.

Ве­ще­ство	Хи­ми­че­ская фор­му­ла	От­но­си­тель­ная мо­ле­ку­ляр­ная масса
Во­до­род (г)		2	−253	−259
Азот (г)		28	−196	−210
Кис­ло­род (г)		32	−183	−219
Фтор (г)		38	−188	−220
Озон (г)		48	−112	−193
Хлор (г)		71	−34	−101
Бром (ж)		160	+59	−7

Встре­ча­ет­ся не­сколь­ко на­зва­ний эхо­ло­та: сонар, гид­ро­ло­ка­тор. Сонар  — это со­кра­ще­ние от трёх ан­глий­ских слов «звук», «пе­ре­дви­же­ние», «рас­по­ло­же­ние». Эхо­лот со­сто­ит из пе­ре­дат­чи­ка, пре­об­ра­зо­ва­те­ля, приёмника и дис­плея. Пе­ре­дат­чик ис­пус­ка­ет зву­ко­вую волну уль­тра­зву­ко­во­го диа­па­зо­на (на­при­мер, 50 кГц, 192 кГц), ко­то­рая, рас­про­стра­ня­ясь в воде, от­ра­жа­ет­ся от пре­град на своём пути и, воз­вра­ща­ясь об­рат­но, улав­ли­ва­ет­ся приёмни­ком. Далее об­ра­бо­тан­ная ин­фор­ма­ция от отражённых объ­ек­тов по­сту­па­ет на экран. Так как этот про­цесс по­вто­ря­ет­ся много раз в се­кун­ду, то на экра­не по­лу­ча­ет­ся про­филь дна с отоб­ра­же­ни­ем объ­ек­тов на раз­лич­ных глу­би­нах.

Боль­шин­ство со­вре­мен­ных эхо­ло­тов ра­бо­та­ют на ча­сто­те 192 кГц, не­ко­то­рые ис­поль­зу­ют 50 кГц. Есть свои пре­иму­ще­ства у каж­дой ча­сто­ты, но для прес­ной и солёной воды 192 кГц  — луч­ший выбор. Эта ча­сто­та даёт боль­ше по­дроб­но­стей и мень­ше «шу­мо­вых» и не­же­ла­тель­ных от­ра­же­ний. Её ис­поль­зу­ют в не­глу­бо­кой воде и на ско­ро­сти. Опре­де­ле­ние близ­ле­жа­щих под­вод­ных объ­ек­тов также лучше на ча­сто­те 192 кГц. При этом две рыбы отоб­ра­жа­ют­ся как два от­дель­ных эха вме­сто одной «капли» на экра­не. Су­ще­ству­ют не­ко­то­рые усло­вия, при ко­то­рых ча­сто­та 50 кГц лучше. Как пра­ви­ло, эхо­ло­ты, ра­бо­та­ю­щие на ча­сто­те 50 кГц (при тех же самых усло­ви­ях и мощ­но­сти), могут про­ни­кать более глу­бо­ко через воду. Это про­ис­хо­дит из-за есте­ствен­ной спо­соб­но­сти воды по­гло­щать зву­ко­вые волны. Ско­рость по­гло­ще­ния боль­ше для более вы­со­ких ча­стот звука, чем для более низ­ких ча­стот. По­это­му эхо­ло­ты ча­сто­той 50 кГц на­хо­дят ис­поль­зо­ва­ние в более глу­бо­кой солёной воде. Также пре­об­ра­зо­ва­те­ли таких эхо­ло­тов имеют более ши­ро­кие углы об­зо­ра, чем пре­об­ра­зо­ва­те­ли эхо­ло­тов ча­сто­той 192 кГц.

Ко­ме­ты Сол­неч­ной си­сте­мы пред­став­ля­ют собой бес­фор­мен­ные глыбы раз­ме­ром не­сколь­ко ки­ло­мет­ров, со­сто­я­щие из льда впе­ре­меш­ку с пы­ле­вы­ми ча­сти­ца­ми. По­это­му их ино­гда на­зы­ва­ют «гряз­ным снеж­ком». Ко­ме­ты дви­жут­ся по очень вы­тя­ну­тым ор­би­там, на­хо­дясь ос­нов­ное время да­ле­ко от Солн­ца, где оста­ют­ся не­ви­ди­мы­ми. При при­бли­же­нии к Солн­цу лёд под дей­стви­ем сол­неч­но­го тепла на­чи­на­ет таять, ис­па­ря­ет­ся и уле­та­ет в меж­пла­нет­ное про­стран­ство вме­сте с дру­ги­ми га­за­ми. Вслед­ствие этого, чем ближе ко­ме­та при­бли­жа­ет­ся к Солн­цу, тем длин­нее её хвост. Ино­гда у комет на­блю­да­ет­ся раз­де­ле­ние хво­ста на две части: один  — ис­кривлённый, со­сто­я­щий из ча­стиц пыли; дру­гой  — пря­мой, га­зо­вый, вы­тя­ну­тый. Про­тяжённость ко­мет­ных хво­стов может до­сти­гать де­сят­ков и сотен мил­ли­о­нов ки­ло­мет­ров. Пред­по­ла­га­ет­ся, что пыль, те­ря­е­мая ко­ме­та­ми, по­па­дая на огром­ной ско­ро­сти в зем­ную ат­мо­сфе­ру, об­на­ру­жи­ва­ет­ся в виде ме­тео­ров. Не­ко­то­рые ко­ме­ты дви­жут­ся по ор­би­те во­круг Солн­ца, их на­зы­ва­ют пе­ри­о­ди­че­ски­ми. Пе­ри­о­ди­че­ская ко­ме­та те­ря­ет зна­чи­тель­ную часть сво­е­го ма­те­ри­а­ла каж­дый раз, когда про­хо­дит около Солн­ца.

В таб­ли­це при­ве­де­ны рус­ские на­зва­ния пе­ри­о­ди­че­ских комет, год от­кры­тия, пе­ри­од об­ра­ще­ния, сле­ду­ю­щее по­яв­ле­ние.

Зву­ко­вые волны иг­ра­ют важ­ную роль в жизни че­ло­ве­ка и дру­гих живых су­ществ. Не­смот­ря на го­раз­до мень­шую ско­рость звука, чем ско­рость света, боль­шую спо­соб­ность за­ту­ха­ния при рас­про­стра­не­нии, звук имеет ряд пре­иму­ществ по срав­не­нию со све­том. Звук хо­ро­шо рас­про­стра­ня­ет­ся в тем­но­те, в горах, в лесу, в воде, в земле, спо­со­бен пре­одо­ле­вать пре­гра­ды, не­до­ступ­ные свету. Ис­сле­до­ва­ния по­ка­за­ли, что ско­рость рас­про­стра­не­ния звука на боль­ших вы­со­тах (в горах) и на рав­ни­нах оди­на­ко­ва при усло­вии ра­вен­ства тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха. А вот от тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха ско­рость за­ви­сит. В таб­ли­це при­ве­де­ны ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ния ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния звука в за­ви­си­мо­сти от тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха.

Ис­хо­дя из ин­фор­ма­ции, пред­став­лен­ной в таб­ли­це, можно уви­деть впол­не од­но­знач­ную за­ви­си­мость ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния звука от тем­пе­ра­ту­ры окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха.

Слы­ши­мость звука также за­ви­сит от плот­но­сти воз­ду­ха, влаж­но­сти и ветра. Во влаж­ном воз­ду­хе слы­ши­мость звука резко воз­рас­та­ет, в сухом  — умень­ша­ет­ся. Во время вет­ре­ной по­го­ды звук слы­шит­ся не­ров­но. Если хо­ро­шая или пло­хая слы­ши­мость звука не обу­слов­ле­на по­пут­ным или встреч­ным вет­ром, то хо­ро­шая слы­ши­мость отдалённых (сла­бых) зву­ков объ­яс­ня­ет­ся по­вы­шен­ной влаж­но­стью воз­ду­ха и слу­жит при­зна­ком на­ступ­ле­ния не­наст­ной по­го­ды с осад­ка­ми.

Тело че­ло­ве­ка пред­став­ля­ет собой по своим элек­тро­фи­зи­че­ским свой­ствам солёный рас­твор (рас­твор элек­тро­ли­та). Раз­ные ткани че­ло­ве­ка ха­рак­те­ри­зу­ют­ся раз­ной кон­цен­тра­ци­ей рас­тво­ра элек­тро­ли­та и раз­ным его со­ста­вом. По­сколь­ку внут­ри­кле­точ­ная жид­кость со­дер­жит ионы и хо­ро­шо про­во­дит элек­три­че­ский ток, внут­рен­ние ткани тела че­ло­ве­ка об­ла­да­ют до­воль­но низ­ким элек­три­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем. А срав­ни­тель­но вы­со­кое со­про­тив­ле­ние элек­три­че­ско­му току ока­зы­ва­ют по­верх­ност­ные слои кожи (эпи­дер­мис). Общее со­про­тив­ле­ние тела че­ло­ве­ка по­сто­ян­но­му току (от конца одной руки до конца дру­гой руки) при не­по­вре­ждённой сухой коже рук может со­став­лять 10⁴-10⁶ Ом. Влаж­ная кожа может умень­шить со­про­тив­ле­ние тела до 10³ Ом и ниже. На ри­сун­ке по­ка­за­ны воз­мож­ные пути по­ра­же­ния элек­три­че­ским током тела че­ло­ве­ка. В таб­ли­це по­ка­за­но про­цент­ное со­от­но­ше­ние по­ра­жа­ю­ще­го элек­три­че­ско­го тока через серд­це.

Наи­бо­лее тяжёлое по­ра­же­ние ве­ро­ят­но, если на пути тока ока­зы­ва­ет­ся серд­це, лёгкие, груд­ная клет­ка, го­лов­ной или спин­ной мозг, по­сколь­ку ток воз­дей­ству­ет не­по­сред­ствен­но на эти ор­га­ны. Если ток про­хо­дит иными пу­тя­ми, то воз­дей­ствие его на ор­га­ны может быть ре­флек­тор­ным, а не не­по­сред­ствен­ным.

Тело че­ло­ве­ка пред­став­ля­ет собой по своим элек­тро­фи­зи­че­ским свой­ствам солёный рас­твор (рас­твор элек­тро­ли­та). Раз­ные ткани че­ло­ве­ка ха­рак­те­ри­зу­ют­ся раз­ной кон­цен­тра­ци­ей рас­тво­ра элек­тро­ли­та и раз­ным его со­ста­вом. По­сколь­ку внут­ри­кле­точ­ная жид­кость со­дер­жит ионы и хо­ро­шо про­во­дит элек­три­че­ский ток, внут­рен­ние ткани тела че­ло­ве­ка об­ла­да­ют до­воль­но низ­ким элек­три­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем. А срав­ни­тель­но вы­со­кое со­про­тив­ле­ние элек­три­че­ско­му току ока­зы­ва­ют по­верх­ност­ные слои кожи (эпи­дер­мис). Общее со­про­тив­ле­ние тела че­ло­ве­ка по­сто­ян­но­му току (от конца одной руки до конца дру­гой руки) при не­по­вре­ждённой сухой коже рук может со­став­лять 10⁴-10⁶ Ом. Влаж­ная кожа может умень­шить со­про­тив­ле­ние тела до 10³ Ом и ниже. На ри­сун­ке по­ка­за­ны воз­мож­ные пути по­ра­же­ния элек­три­че­ским током тела че­ло­ве­ка. В таб­ли­це по­ка­за­но про­цент­ное со­от­но­ше­ние по­ра­жа­ю­ще­го элек­три­че­ско­го тока через серд­це.

Наи­бо­лее тяжёлое по­ра­же­ние ве­ро­ят­но, если на пути тока ока­зы­ва­ет­ся серд­це, лёгкие, груд­ная клет­ка, го­лов­ной или спин­ной мозг, по­сколь­ку ток воз­дей­ству­ет не­по­сред­ствен­но на эти ор­га­ны. Если ток про­хо­дит иными пу­тя­ми, то воз­дей­ствие его на ор­га­ны может быть ре­флек­тор­ным, а не не­по­сред­ствен­ным.

Звук может рас­про­стра­нять­ся толь­ко в упру­гой среде: газе, жид­ко­сти, твёрдых телах. В ва­ку­у­ме звук рас­про­стра­нять­ся не может.

Из­вест­но, что во время грозы мы сна­ча­ла видим вспыш­ку мол­нии и лишь через не­ко­то­рое время слы­шим рас­ка­ты грома. Ско­рость звука в воз­ду­хе впер­вые была из­ме­ре­на в 1636 г. фран­цуз­ским учёным М. Мер­сен­ном. При тем­пе­ра­ту­ре 20 °C она равна 343 м/с, т. е. 1235 км/ч.

Ско­рость звука в воде впер­вые была из­ме­ре­на в 1826 г. Ж. Кол­ла­до­ном и Я. Штур­мом. Свои опыты они про­во­ди­ли на Же­нев­ском озере в Швей­ца­рии. На одной лодке под­жи­га­ли порох и од­но­вре­мен­но уда­ря­ли в ко­ло­кол, опу­щен­ный в воду. Звук этого ко­ло­ко­ла с по­мо­щью спе­ци­аль­но­го ру­по­ра, также опу­щен­но­го в воду, улав­ли­вал­ся на дру­гой лодке, ко­то­рая на­хо­ди­лась на рас­сто­я­нии 14 км от пер­вой. По ин­тер­ва­лу вре­ме­ни между вспыш­кой света и при­хо­дом зву­ко­во­го сиг­на­ла опре­де­ли­ли ско­рость звука в воде. При тем­пе­ра­ту­ре 8 °C она ока­за­лась рав­ной при­мер­но 1440 м/с.

Если вы при­ло­жи­те ухо к рель­су, то после удара по дру­го­му концу рель­са вы услы­ши­те два звука: один  — по рель­су, дру­гой  — по воз­ду­ху. Хо­ро­шо про­во­дит звук земля. На­при­мер, в ста­рые вре­ме­на при осаде в кре­пост­ных сте­нах по­ме­ща­ли «слу­ха­чей», ко­то­рые по звуку, пе­ре­да­ва­е­мо­му землёй, могли опре­де­лить, ведёт ли враг под­коп к сте­нам или нет. При­кла­ды­вая ухо к земле, также сле­ди­ли за при­бли­же­ни­ем вра­же­ской кон­ни­цы.

Ат­мо­сфе­ра  — это весь воз­дух, ко­то­рый окру­жа­ет Землю. Воз­дух имеет массу, ко­то­рая в сред­нем равна 5,2 · 10²¹ г. Из­вест­но, что 1 м³ воз­ду­ха у зем­ной по­верх­но­сти имеет массу 1,033 кг. Своим весом воз­дух ока­зы­ва­ет дав­ле­ние на все объ­ек­ты, на­хо­дя­щи­е­ся на зем­ной по­верх­но­сти. Сила, с ко­то­рой воз­дух давит на зем­ную по­верх­ность, на­зы­ва­ет­ся ат­мо­сфер­ным дав­ле­ни­ем.

За нор­маль­ное ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние услов­но при­ня­то дав­ле­ние воз­ду­ха на уров­не моря на ши­ро­те 45° и при тем­пе­ра­ту­ре 0 °C. Нор­маль­ное ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние со­став­ля­ет 760 мм рт. ст. или 101 325 Па. Если дав­ле­ние воз­ду­ха боль­ше 760 мм рт. ст., то оно счи­та­ет­ся по­вы­шен­ным, мень­ше  — по­ни­жен­ным.

Если под­ни­мать­ся вверх, то воз­дух ста­но­вит­ся всё более раз­ре­жен­ным и ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние по­ни­жа­ет­ся. Ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние рас­по­ло­жен­ных на раз­ной вы­со­те над уров­нем моря мест­но­стей будет раз­лич­ным. На­при­мер, Москва лежит на вы­со­те 120 м над уров­нем моря, по­это­му сред­нее ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние для неё  — 748 мм рт. ст.

Ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние в те­че­ние суток два­жды по­вы­ша­ет­ся (утром и ве­че­ром) и два­жды по­ни­жа­ет­ся (после по­лу­дня и после по­лу­но­чи). Эти из­ме­не­ния свя­за­ны с из­ме­не­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха и пе­ре­ме­ще­ни­ем воз­ду­ха. В те­че­ние года на ма­те­ри­ках мак­си­маль­ное дав­ле­ние на­блю­да­ет­ся зимой, когда воз­дух пе­ре­охла­ждён и уплотнён, а ми­ни­маль­ное  — летом. Также ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние из­ме­ня­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от на­ступ­ле­ния хо­ро­шей или не­наст­ной по­го­ды.

По­ра­же­ние элек­три­че­ским током опас­но для здо­ро­вья и жизни че­ло­ве­ка. Пе­ре­мен­ный ток зна­чи­тель­но более опа­сен, чем по­сто­ян­ный элек­три­че­ский ток та­ко­го же на­пря­же­ния. Наи­бо­лее опас­ным счи­та­ет­ся тех­ни­че­ский пе­ре­мен­ный ток с ча­сто­той 50 Гц (50 пе­ри­о­дов в се­кун­ду), силой 0,1 А и на­пря­же­ни­ем выше 250 В. Ме­ха­низм дей­ствия элек­три­че­ско­го тока на ор­га­низм весь­ма сло­жен и сво­дит­ся в ос­нов­ном к на­гре­ва­нию, элек­тро­ли­зу и ме­ха­ни­че­ско­му дей­ствию. Вслед­ствие пре­вра­ще­ния элек­три­че­ской энер­гии в теп­ло­вую воз­дей­ствие элек­три­че­ско­го тока вы­зы­ва­ет ожоги в месте при­ло­же­ния тока и зна­чи­тель­ное по­вы­ше­ние тем­пе­ра­ту­ры внут­рен­них ор­га­нов. В таб­ли­це пред­став­ле­ны пре­дель­но до­пу­сти­мые зна­че­ния на­пря­же­ний при­кос­но­ве­ний и токов, про­те­ка­ю­щих через тело че­ло­ве­ка при ча­сто­те про­мыш­лен­но­го тока 50 Гц.

Если че­ло­век, по­пав­ший под на­пря­же­ние, в со­сто­я­нии са­мо­сто­я­тель­но пре­одо­леть дей­ствие су­до­ро­ги и осво­бо­дить­ся от кон­так­та с про­вод­ни­ка­ми, то такой ток на­зы­ва­ют от­пус­ка­ю­щим. В слу­ча­ях, когда че­ло­век са­мо­сто­я­тель­но не может осво­бо­дить­ся от кон­так­та, воз­ни­ка­ет опас­ность дли­тель­ной су­до­ро­ги. Токи, вы­зы­ва­ю­щие такую ре­ак­цию ор­га­низ­ма, по­лу­чи­ли на­зва­ние не­от­пус­ка­ю­щих. По­ро­го­вые зна­че­ния не­от­пус­ка­ю­щих пе­ре­мен­ных токов при ча­сто­те 50 Гц лежат в пре­де­лах 10−15 мА. При 25−50 мА дей­ствие тока рас­про­стра­ня­ет­ся и на мышцы груд­ной клет­ки, что при­во­дит к за­труд­не­нию и даже пре­кра­ще­нию ды­ха­ния.

Дли­тель­ность про­те­ка­ния тока через тело че­ло­ве­ка вли­я­ет на со­про­тив­ле­ние кожи, вслед­ствие чего с уве­ли­че­ни­ем вре­ме­ни воз­дей­ствия тока на живую ткань по­вы­ша­ет­ся его зна­че­ние, рас­тут по­след­ствия воз­дей­ствия тока на ор­га­низм.

По­ра­же­ние элек­три­че­ским током опас­но для здо­ро­вья и жизни че­ло­ве­ка. Пе­ре­мен­ный ток зна­чи­тель­но более опа­сен, чем по­сто­ян­ный элек­три­че­ский ток та­ко­го же на­пря­же­ния. Наи­бо­лее опас­ным счи­та­ет­ся тех­ни­че­ский пе­ре­мен­ный ток с ча­сто­той 50 Гц (50 пе­ри­о­дов в се­кун­ду), силой 0,1 А и на­пря­же­ни­ем выше 250 В. Ме­ха­низм дей­ствия элек­три­че­ско­го тока на ор­га­низм весь­ма сло­жен и сво­дит­ся в ос­нов­ном к на­гре­ва­нию, элек­тро­ли­зу и ме­ха­ни­че­ско­му дей­ствию. Вслед­ствие пре­вра­ще­ния элек­три­че­ской энер­гии в теп­ло­вую воз­дей­ствие элек­три­че­ско­го тока вы­зы­ва­ет ожоги в месте при­ло­же­ния тока и зна­чи­тель­ное по­вы­ше­ние тем­пе­ра­ту­ры внут­рен­них ор­га­нов. В таб­ли­це пред­став­ле­ны пре­дель­но до­пу­сти­мые зна­че­ния на­пря­же­ний при­кос­но­ве­ний и токов, про­те­ка­ю­щих через тело че­ло­ве­ка при ча­сто­те про­мыш­лен­но­го тока 50 Гц.

Если че­ло­век, по­пав­ший под на­пря­же­ние, в со­сто­я­нии са­мо­сто­я­тель­но пре­одо­леть дей­ствие су­до­ро­ги и осво­бо­дить­ся от кон­так­та с про­вод­ни­ка­ми, то такой ток на­зы­ва­ют от­пус­ка­ю­щим. В слу­ча­ях, когда че­ло­век са­мо­сто­я­тель­но не может осво­бо­дить­ся от кон­так­та, воз­ни­ка­ет опас­ность дли­тель­ной су­до­ро­ги. Токи, вы­зы­ва­ю­щие такую ре­ак­цию ор­га­низ­ма, по­лу­чи­ли на­зва­ние не­от­пус­ка­ю­щих. По­ро­го­вые зна­че­ния не­от­пус­ка­ю­щих пе­ре­мен­ных токов при ча­сто­те 50 Гц лежат в пре­де­лах 10−15 мА. При 25−50 мА дей­ствие тока рас­про­стра­ня­ет­ся и на мышцы груд­ной клет­ки, что при­во­дит к за­труд­не­нию и даже пре­кра­ще­нию ды­ха­ния.

Дли­тель­ность про­те­ка­ния тока через тело че­ло­ве­ка вли­я­ет на со­про­тив­ле­ние кожи, вслед­ствие чего с уве­ли­че­ни­ем вре­ме­ни воз­дей­ствия тока на живую ткань по­вы­ша­ет­ся его зна­че­ние, рас­тут по­след­ствия воз­дей­ствия тока на ор­га­низм.

Мы живём в мире зву­ков. Везде  — в окру­жа­ю­щем нас воз­ду­хе, воде, земле  — рас­про­стра­ня­ют­ся звуки. Эти звуки раз­лич­ны по ча­сто­те, гром­ко­сти, темб­ру, ис­точ­ни­ку. Для живых су­ществ зву­ко­вая кар­ти­на мира яв­ля­ет­ся одним из важ­ней­ших ис­точ­ни­ков ин­фор­ма­ции о внеш­нем мире. Або­ри­ге­ны Ав­стра­лии, при­кла­ды­вая ухо к земле, узна­ва­ли о пе­ре­дви­же­ни­ях жи­вот­ных и людей в окру­ге. 

Диа­па­зон ча­стот, вос­при­ни­ма­е­мых че­ло­ве­че­ским ухом, со­став­ля­ет 16-20000 Гц. Это те звуки, ко­то­рые вос­при­ни­ма­ет че­ло­век. Все зву­ко­вые ко­ле­ба­ния с ча­сто­та­ми ниже 16 Гц от­но­сят­ся к об­ла­сти ин­фра­зву­ка. С ча­сто­та­ми выше 20 кГц  — к об­ла­сти уль­тра­зву­ка.

Диа­па­зо­ны зву­ков, ко­то­рые слы­шат живые су­ще­ства на Земле, очень раз­но­об­раз­ны. На­при­мер, му­равьи ни­ко­гда не услы­шат ни нашей речи, ни нашей му­зы­ки, так как они об­ща­ют­ся на уль­тра­зву­ке. Не­ко­то­рые жи­вот­ные (ле­ту­чие мыши, мор­ские мле­ко­пи­та­ю­щие) сами спо­соб­ны не толь­ко слы­шать, но и из­да­вать уль­тра­звук. Не­ко­то­рые рыбы спо­соб­ны слы­шать звуки от 5 до 2000 Герц. Слух у рыб на­стро­ен боль­ше на низ­кие звуки (шо­ро­хи, шаги, шумы) и менее чув­стви­те­лен к вы­со­ким.

Об­ще­ние дель­фи­нов может быть как в нашем при­выч­ном диа­па­зо­не, так и на ча­сто­тах уль­тра­зву­ка. Дель­фи­ны могут из­да­вать раз­ные звуки, сви­сты. Наи­бо­лее вы­ра­зи­тель­ны­ми яв­ля­ют­ся сви­сты, ко­то­рых у дель­фи­нов на­счи­ты­ва­ет­ся 32 вида. Каж­дый из них может обо­зна­чать опре­делённую фразу (сиг­на­лы боли, тре­во­ги, при­вет­ствия, при­зыв­ный клич «ко мне» и т. д.).

На диа­грам­ме, пред­став­лен­ной ниже, по­ка­за­ны ча­стот­ные диа­па­зо­ны, ко­то­рые до­ступ­ны не­ко­то­рым живым су­ще­ствам.

Асте­ро­и­ды от­но­сят­ся к малым телам Сол­неч­ной си­сте­мы, с диа­мет­ром, пре­вы­ша­ю­щим 30 мет­ров, об­ла­да­ют не­пра­виль­ной фор­мой и не имеют ат­мо­сфе­ры. Вме­сте с этим у асте­ро­и­дов могут быть соб­ствен­ные спут­ни­ки. Рас­по­ло­же­ны асте­ро­и­ды в ос­нов­ном между ор­би­той Марса и Юпи­те­ра. Асте­ро­и­ды пред­став­ля­ют собой не­бес­ные тела, ко­то­рые были об­ра­зо­ва­ны за счёт вза­им­но­го при­тя­же­ния плот­но­го газа и пыли на ран­нем этапе фор­ми­ро­ва­ния Солн­ца. В мо­мент до­сти­же­ния Юпи­те­ром своей массы боль­шая часть пла­не­то­зи­ма­лей (бу­ду­щих про­то­пла­нет) были рас­ко­ло­ты. В эту эпоху сфор­ми­ро­ва­лась часть асте­ро­и­дов за счёт столк­но­ве­ния мас­сив­ных тел в пре­де­лах воз­дей­ствия «ближ­не­го» гра­ви­та­ци­он­но­го поля Юпи­те­ра.

Се­год­ня из­вест­но более 670000 асте­ро­и­дов, 422000 из ко­то­рых имеют соб­ствен­ный номер, а 19000  — имена. В таб­ли­це пред­став­ле­на ин­фор­ма­ция о при­бли­зи­тель­ном ко­ли­че­стве асте­ро­и­дов опре­делённого раз­ме­ра. Не­смот­ря на огром­ное ко­ли­че­ство, сум­мар­ная масса этих кам­ней со­став­ля­ет всего лишь 4% от массы Луны.

Со­глас­но ха­рак­те­ри­сти­кам орбит асте­ро­и­ды объ­еди­ня­ют в груп­пы. Груп­пой асте­ро­и­дов счи­та­ет­ся не­ко­то­рое число таких тел, ха­рак­те­ри­сти­ки орбит ко­то­рых схожи. Они, ве­ро­ят­но, яв­ля­ют­ся фраг­мен­та­ми од­но­го боль­шо­го тела в ре­зуль­та­те его рас­ко­ла.

Как видим из ри­сун­ка, ор­би­ты не­ко­то­рых асте­ро­и­дов пе­ре­се­ка­ют плос­кость ор­би­ты Земли. По­это­му самый зна­чи­мый повод для изу­че­ния асте­ро­и­дов  — это воз­мож­ная угро­за со сто­ро­ны этих кос­ми­че­ских тел. Во из­бе­жа­ние по­доб­ных си­ту­а­ций аст­ро­но­мы при­сталь­но сле­дят за асте­ро­и­да­ми, опас­ны­ми для зем­лян. Груп­па Амура  — на­и­ме­нее угро­жа­ю­щая из этих трёх, так как не пе­ре­се­ка­ет ор­би­ту Земли, а толь­ко при­бли­жа­ет­ся к ней. При таких сбли­же­ни­ях зем­ное тя­го­те­ние может по­ме­нять ор­би­ту асте­ро­и­дов, в связи с чем угро­за из по­тен­ци­аль­ной может пре­вра­тить­ся в ре­аль­ную. Тот же эф­фект на них ока­зы­ва­ет и Марс, так как они пе­ре­се­ка­ют его ор­би­ту, сле­до­ва­тель­но, ино­гда сбли­жа­ют­ся и с ним. Из­вест­но около 4000 асте­ро­и­дов этой груп­пы, есте­ствен­но, боль­шая часть ещё не от­кры­та. Самый круп­ный из них  — Га­ни­мед (не пу­тать со спут­ни­ком Юпи­те­ра), его диа­метр 31,5 км.

Асте­ро­и­ды груп­пы Апол­ло­на в самой ближ­ней к Солн­цу части ор­би­ты за­хо­дят внутрь зем­ной ор­би­ты (пе­ре­се­ка­ют её в двух ме­стах). В этом се­мей­стве из­вест­но более 5000 асте­ро­и­дов, в ос­нов­ном они не очень боль­шие, самый круп­ный  — 8,5 км.

Груп­па Атона со­дер­жит при­мер­но 1000 асте­ро­и­дов (самый боль­шой  — 3,5 км). Они на­о­бо­рот  — кур­си­ру­ют внут­ри ор­би­ты Земли, и толь­ко на рас­сто­я­нии са­мо­го боль­шо­го уда­ле­ния от Солн­ца вы­хо­дят за её пре­де­лы, также пе­ре­се­кая зем­ную ор­би­ту.

Асте­ро­и­ды от­но­сят­ся к малым телам Сол­неч­ной си­сте­мы, с диа­мет­ром, пре­вы­ша­ю­щим 30 мет­ров, об­ла­да­ют не­пра­виль­ной фор­мой и не имеют ат­мо­сфе­ры. Вме­сте с этим у асте­ро­и­дов могут быть соб­ствен­ные спут­ни­ки. Рас­по­ло­же­ны асте­ро­и­ды в ос­нов­ном между ор­би­той Марса и Юпи­те­ра. Асте­ро­и­ды пред­став­ля­ют собой не­бес­ные тела, ко­то­рые были об­ра­зо­ва­ны за счёт вза­им­но­го при­тя­же­ния плот­но­го газа и пыли на ран­нем этапе фор­ми­ро­ва­ния Солн­ца. В мо­мент до­сти­же­ния Юпи­те­ром своей массы боль­шая часть пла­не­то­зи­ма­лей (бу­ду­щих про­то­пла­нет) были рас­ко­ло­ты. В эту эпоху сфор­ми­ро­ва­лась часть асте­ро­и­дов за счёт столк­но­ве­ния мас­сив­ных тел в пре­де­лах воз­дей­ствия «ближ­не­го» гра­ви­та­ци­он­но­го поля Юпи­те­ра.

Се­год­ня из­вест­но более 670000 асте­ро­и­дов, 422000 из ко­то­рых имеют соб­ствен­ный номер, а 19000  — имена. В таб­ли­це пред­став­ле­на ин­фор­ма­ция о при­бли­зи­тель­ном ко­ли­че­стве асте­ро­и­дов опре­делённого раз­ме­ра. Не­смот­ря на огром­ное ко­ли­че­ство, сум­мар­ная масса этих кам­ней со­став­ля­ет всего лишь 4% от массы Луны.

Со­глас­но ха­рак­те­ри­сти­кам орбит асте­ро­и­ды объ­еди­ня­ют в груп­пы. Груп­пой асте­ро­и­дов счи­та­ет­ся не­ко­то­рое число таких тел, ха­рак­те­ри­сти­ки орбит ко­то­рых схожи. Они, ве­ро­ят­но, яв­ля­ют­ся фраг­мен­та­ми од­но­го боль­шо­го тела в ре­зуль­та­те его рас­ко­ла.

Как видим из ри­сун­ка, ор­би­ты не­ко­то­рых асте­ро­и­дов пе­ре­се­ка­ют плос­кость ор­би­ты Земли. По­это­му самый зна­чи­мый повод для изу­че­ния асте­ро­и­дов  — это воз­мож­ная угро­за со сто­ро­ны этих кос­ми­че­ских тел. Во из­бе­жа­ние по­доб­ных си­ту­а­ций аст­ро­но­мы при­сталь­но сле­дят за асте­ро­и­да­ми, опас­ны­ми для зем­лян. Груп­па Амура  — на­и­ме­нее угро­жа­ю­щая из этих трёх, так как не пе­ре­се­ка­ет ор­би­ту Земли, а толь­ко при­бли­жа­ет­ся к ней. При таких сбли­же­ни­ях зем­ное тя­го­те­ние может по­ме­нять ор­би­ту асте­ро­и­дов, в связи с чем угро­за из по­тен­ци­аль­ной может пре­вра­тить­ся в ре­аль­ную. Тот же эф­фект на них ока­зы­ва­ет и Марс, так как они пе­ре­се­ка­ют его ор­би­ту, сле­до­ва­тель­но, ино­гда сбли­жа­ют­ся и с ним. Из­вест­но около 4000 асте­ро­и­дов этой груп­пы, есте­ствен­но, боль­шая часть ещё не от­кры­та. Самый круп­ный из них  — Га­ни­мед (не пу­тать со спут­ни­ком Юпи­те­ра), его диа­метр 31,5 км.

Асте­ро­и­ды груп­пы Апол­ло­на в самой ближ­ней к Солн­цу части ор­би­ты за­хо­дят внутрь зем­ной ор­би­ты (пе­ре­се­ка­ют её в двух ме­стах). В этом се­мей­стве из­вест­но более 5000 асте­ро­и­дов, в ос­нов­ном они не очень боль­шие, самый круп­ный  — 8,5 км.

Груп­па Атона со­дер­жит при­мер­но 1000 асте­ро­и­дов (самый боль­шой  — 3,5 км). Они на­о­бо­рот  — кур­си­ру­ют внут­ри ор­би­ты Земли, и толь­ко на рас­сто­я­нии са­мо­го боль­шо­го уда­ле­ния от Солн­ца вы­хо­дят за её пре­де­лы, также пе­ре­се­кая зем­ную ор­би­ту.

Ра­ду­га  — это кра­си­вей­шее оп­ти­че­ское при­род­ное яв­ле­ние, ко­то­рое на­блю­да­ет­ся при осве­ще­нии сол­неч­ным све­том мно­же­ства во­дя­ных ка­пе­лек во время дождя или ту­ма­на, или после дождя. Ра­ду­гу можно на­блю­дать толь­ко когда солн­це вы­гля­ну­ло из-за туч и в сто­ро­не, про­ти­во­по­лож­ной солн­цу. Если встать лицом к солн­цу, то ра­ду­ги не уви­деть. Цен­тром ра­ду­ги яв­ля­ет­ся точка, диа­мет­раль­но про­ти­во­по­лож­ная Солн­цу. Чаще всего мы видим толь­ко одну часть ра­ду­ги, по­ло­ви­ну дуги над ли­ни­ей го­ри­зон­та. Ра­ду­гу можно на­блю­дать и в ре­зуль­та­те пре­лом­ле­ния сол­неч­ных лучей в кап­лях воды после дождя, и в отражённых лучах от вод­ной по­верх­но­сти мор­ских за­ли­вов, озёр, во­до­па­дов или боль­ших рек. Цвета ра­ду­ги рас­по­ло­же­ны все­гда в одном и том же по­ряд­ке. Самая яркая внеш­няя часть ра­ду­ги  — крас­ная по­ло­са. Каж­дый сле­ду­ю­щий цвет блед­нее преды­ду­ще­го. Сол­неч­ный луч осве­ща­ет каплю дождя. Про­ни­кая внутрь капли, луч слег­ка пре­лом­ля­ет­ся. Как из­вест­но, лучи раз­лич­но­го цвета пре­лом­ля­ют­ся по- раз­но­му, то есть внут­ри капли луч бе­ло­го цвета рас­па­да­ет­ся на со­став­ля­ю­щие его цвета. Это яв­ле­ние дис­пер­сии. Прой­дя каплю, свет от­ра­жа­ет­ся от её стен­ки, как от зер­ка­ла. Отражённые цвет­ные лучи идут в об­рат­ном на­прав­ле­нии, ещё силь­нее пре­лом­ля­ясь. Весь ра­дуж­ный спектр по­ки­да­ет каплю с той же сто­ро­ны, с ко­то­рой в неё про­ник сол­неч­ный луч. Че­ло­век видит огром­ную цвет­ную ра­ду­гу, рас­ки­нув­шу­ю­ся по всему небу,  — свет, пре­ломлённый и отражённый мил­ли­ар­да­ми дож­де­вых ка­пель.

В таб­ли­це пред­став­ле­но услов­ное раз­де­ле­ние всего ви­ди­мо­го спек­тра сол­неч­но­го из­лу­че­ния по цве­там (1 нм = 10^-9 м).

В ниже рас­по­ло­жен­ной таб­ли­це при­ве­де­но со­от­но­ше­ние между дли­на­ми волн элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния ви­ди­мо­го диа­па­зо­на с по­ка­за­те­ля­ми пре­лом­ле­ния воды при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии и тем­пе­ра­ту­ре 20 °C.

Рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние − это элек­тро­маг­нит­ные волны, энер­гия фо­то­нов ко­то­рых лежит на шкале элек­тро­маг­нит­ных волн между уль­тра­фи­о­ле­то­вым из­лу­че­ни­ем и гамма-из­лу­че­ни­ем.

Рент­ге­нов­ские лучи воз­ни­ка­ют все­гда, когда дви­жу­щи­е­ся с вы­со­кой ско­ро­стью элек­тро­ны тор­мо­зят­ся ма­те­ри­а­лом анода (на­при­мер, в га­зо­раз­ряд­ной труб­ке низ­ко­го дав­ле­ния). Часть энер­гии, не рас­се­и­ва­ю­ща­я­ся в форме тепла, пре­вра­ща­ет­ся в энер­гию элек­тро­маг­нит­ных волн (рент­ге­нов­ские лучи).

Есть два типа рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния: тор­моз­ное и ха­рак­те­ри­сти­че­ское. Тор­моз­ное рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние не яв­ля­ет­ся мо­но­хро­ма­ти­че­ским, оно ха­рак­те­ри­зу­ет­ся раз­но­об­ра­зи­ем длин волн, ко­то­рое может быть пред­став­ле­но сплош­ным (не­пре­рыв­ным) спек­тром.

Ха­рак­те­ри­сти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние имеет не сплош­ной, а ли­ней­ча­тый спектр. Этот тип из­лу­че­ния воз­ни­ка­ет, когда быст­рый элек­трон, до­сти­гая анода, вы­би­ва­ет элек­тро­ны из внут­рен­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­мов анода. Пу­стые места в обо­лоч­ках за­ни­ма­ют­ся дру­ги­ми элек­тро­на­ми атома. При этом ис­пус­ка­ет­ся рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние с ха­рак­тер­ным для ма­те­ри­а­ла анода спек­тром энер­гий.

Мо­но­хро­ма­ти­че­ское рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние, длины волн ко­то­ро­го со­по­ста­ви­мы с раз­ме­ра­ми ато­мов, ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния струк­ту­ры ве­ществ. В ос­но­ве дан­но­го ме­то­да лежит яв­ле­ние ди­фрак­ции рент­ге­нов­ских лучей на трёхмер­ной кри­стал­ли­че­ской решётке. Ди­фрак­ция рент­ге­нов­ских лучей на мо­но­кри­стал­лах была от­кры­та в 1912 г. М. Лауэ. На­пра­вив узкий пучок рент­ге­нов­ских лучей на не­по­движ­ный кри­сталл, он на­блю­дал на помещённой за кри­стал­лом пла­стин­ке ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну, ко­то­рая со­сто­я­ла из боль­шо­го ко­ли­че­ства рас­по­ло­жен­ных в опре­делённом по­ряд­ке пятен.

Ди­фрак­ци­он­ная кар­ти­на, по­лу­ча­е­мая от по­ли­кри­стал­ли­че­ско­го ма­те­ри­а­ла (на­при­мер, ме­тал­лов), пред­став­ля­ет собой набор чётко обо­зна­чен­ных колец. От аморф­ных ма­те­ри­а­лов (или жид­ко­стей) по­лу­ча­ют ди­фрак­ци­он­ную кар­ти­ну с раз­мы­ты­ми коль­ца­ми.

Рас­смот­рим не­ко­то­рые по­греш­но­сти (абер­ра­ции), ко­то­рые дают оп­ти­че­ские при­бо­ры, ос­но­ван­ные на ис­поль­зо­ва­нии линз: сфе­ри­че­ские и хро­ма­ти­че­ские абер­ра­ции.

На прак­ти­ке часто при­хо­дит­ся при­ме­нять со­би­ра­ю­щие линзы боль­шо­го диа­мет­ра, поз­во­ля­ю­щие со­брать ши­ро­кие све­то­вые по­то­ки. Од­на­ко в этом слу­чае не удаётся по­лу­чить рез­кое изоб­ра­же­ние ис­точ­ни­ка (рис. 1). Как бы мы ни пе­ре­ме­ща­ли экран (Э), на нём по­лу­ча­ет­ся до­воль­но рас­плыв­ча­тое изоб­ра­же­ние. И толь­ко огра­ни­чив пучки, па­да­ю­щие на линзу, с по­мо­щью диа­фраг­мы Д (не­про­зрач­но­го экра­на с от­вер­сти­ем), можно по­лу­чить до­ста­точ­но рез­кое изоб­ра­же­ние ис­точ­ни­ка (рис. 2). По­греш­ность, свя­зан­ная с тем, что линза боль­шо­го диа­мет­ра даёт изоб­ра­же­ние то­чеч­но­го ис­точ­ни­ка S не в виде точки, а в виде рас­плыв­ча­то­го свет­ло­го пятна, на­зы­ва­ет­ся сфе­ри­че­ской абер­ра­ци­ей.

Хро­ма­ти­че­ская абер­ра­ция свя­за­на с тем, что по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния све­то­вых лучей в стек­ле за­ви­сит от длины волны: крас­ные лучи пре­лом­ля­ют­ся сла­бее, чем зелёные, зелёные – сла­бее, чем фи­о­ле­то­вые. Из-за этого изоб­ра­же­ние в линзе по­лу­ча­ет­ся окра­шен­ным.

Рас­смот­рим, как можно убрать хро­ма­ти­че­скую абер­ра­цию в оп­ти­че­ских те­ле­ско­пах. Те­ле­скоп со­сто­ит из двух ос­нов­ных ча­стей – объ­ек­ти­ва и оку­ля­ра. В пер­вых те­ле­ско­пах (т. н. ре­фрак­тор­ных) в ка­че­стве объ­ек­ти­ва ис­поль­зо­ва­лась со­би­ра­ю­щая линза. В фо­ку­се объ­ек­ти­ва фор­ми­ру­ет­ся дей­стви­тель­ное изоб­ра­же­ние весь­ма удалённого ис­точ­ни­ка света (на­при­мер, звез­ды). Чтобы раз­гля­деть по­лу­чен­ное с по­мо­щью объ­ек­ти­ва изоб­ра­же­ние, ис­поль­зу­ет­ся оку­ляр. В ка­че­стве оку­ля­ра может ис­поль­зо­вать­ся со­би­ра­ю­щая линза, дей­ству­ю­щая как лупа. На рис. 3 пред­став­лен ход лучей в те­ле­ско­пе И. Кепле­ра (1611 г.).

С по­мо­щью те­ле­ско­па Кепле­ра яркие звёзды на­блю­да­тель уви­дит как сине-зелёные точки (к сине-зелёной части спек­тра че­ло­ве­че­ский глаз наи­бо­лее чув­стви­те­лен ночью), окружённые крас­ной и синей кай­мой.

Чтобы устра­нить ис­ка­же­ния изоб­ра­же­ния, свя­зан­ные с хро­ма­ти­че­ской абер­ра­ци­ей, И. Нью­тон в 1668 году пред­ло­жил новую мо­дель те­ле­ско­па – ре­флек­тор­ный те­ле­скоп, в ко­то­ром вме­сто со­би­ра­ю­щей линзы ис­поль­зо­ва­лось во­гну­тое зер­ка­ло (рис. 4).

С по­верх­но­сти Земли че­ло­век из­дав­на на­блю­да­ет кос­ми­че­ские объ­ек­ты в ви­ди­мой части спек­тра элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния (диа­па­зон ви­ди­мо­го света вклю­ча­ет волны с дли­ной при­мер­но от 380 нм до 760 нм).

При этом боль­шой объём ин­фор­ма­ции о не­бес­ных телах не до­хо­дит до по­верх­но­сти Земли, т. к. боль­шая часть ин­фра­крас­но­го и уль­тра­фи­о­ле­то­во­го диа­па­зо­на, а также рент­ге­нов­ские и гамма-лучи кос­ми­че­ско­го про­ис­хож­де­ния не­до­ступ­ны для на­блю­де­ний с по­верх­но­сти нашей пла­не­ты. Для изу­че­ния кос­ми­че­ских объ­ек­тов в этих лучах не­об­хо­ди­мо вы­ве­сти те­ле­ско­пы за пре­де­лы ат­мо­сфе­ры. Ре­зуль­та­ты, по­лу­чен­ные в кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­ри­ях, пе­ре­вер­ну­ли пред­став­ле­ние че­ло­ве­ка о Все­лен­ной. Общее ко­ли­че­ство кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­рий пре­вы­ша­ет уже не­сколь­ко де­сят­ков.

Так, с по­мо­щью на­блю­де­ний в ин­фра­крас­ном (ИК) диа­па­зо­не были от­кры­ты ты­ся­чи га­лак­тик с мощ­ным ин­фра­крас­ным из­лу­че­ни­ем, в том числе такие, ко­то­рые из­лу­ча­ют в ИК-диа­па­зо­не боль­ше энер­гии, чем во всех осталь­ных ча­стях спек­тра. Ак­тив­но изу­ча­ют­ся ин­фра­крас­ные ис­точ­ни­ки в га­зо­пы­ле­вых об­ла­ках. Ин­те­рес к га­зо­пы­ле­вым об­ла­кам свя­зан с тем, что, со­глас­но со­вре­мен­ным пред­став­ле­ни­ям, в них рож­да­ют­ся и вспы­хи­ва­ют звёзды.

Уль­тра­фи­о­ле­то­вый спектр раз­де­ля­ют на уль­тра­фи­о­лет-А (УФ-A) с дли­ной волны 315–400 нм, уль­тра­фи­о­лет-В (УФ-B) – 280–315 нм и уль­тра­фи­о­лет-С (УФ-С) – 100–280 нм. Прак­ти­че­ски весь УФ-C и при­бли­зи­тель­но 90% УФ-B по­гло­ща­ют­ся озо­но­вым слоем при про­хож­де­нии лучей через зем­ную ат­мо­сфе­ру. УФ-A не за­дер­жи­ва­ет­ся озо­но­вым слоем.

С по­мо­щью уль­тра­фи­о­ле­то­вых об­сер­ва­то­рий изу­ча­лись самые раз­ные объ­ек­ты: от комет и пла­нет до удалённых га­лак­тик. В УФ-диа­па­зо­не ис­сле­ду­ют­ся звёзды, в том числе, с не­обыч­ным хи­ми­че­ским со­ста­вом.

Гамма-лучи до­но­сят до нас ин­фор­ма­цию о мощ­ных кос­ми­че­ских про­цес­сах, свя­зан­ных с экс­тре­маль­ны­ми фи­зи­че­ски­ми усло­ви­я­ми, в том числе и ядер­ных ре­ак­ци­ях внут­ри звёзд. Де­тек­то­ры рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния от­но­си­тель­но легки в из­го­тов­ле­нии и имеют не­боль­шую массу. Рент­ге­нов­ские те­ле­ско­пы уста­нав­ли­ва­лись на мно­гих ор­би­таль­ных стан­ци­ях и меж­пла­нет­ных кос­ми­че­ских ко­раб­лях. Ока­за­лось, что рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние во Все­лен­ной яв­ле­ние такое же обыч­ное, как и из­лу­че­ние оп­ти­че­ско­го диа­па­зо­на. Боль­шое вни­ма­ние уде­ля­ет­ся изу­че­нию рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния ней­трон­ных звёзд и чёрных дыр, ак­тив­ных ядер га­лак­тик, го­ря­че­го газа в скоп­ле­нии га­лак­тик.

Рас­смот­рим не­ко­то­рые по­греш­но­сти (абер­ра­ции), ко­то­рые дают оп­ти­че­ские при­бо­ры, ос­но­ван­ные на ис­поль­зо­ва­нии линз: сфе­ри­че­ские и хро­ма­ти­че­ские абер­ра­ции.

На прак­ти­ке часто при­хо­дит­ся при­ме­нять со­би­ра­ю­щие линзы боль­шо­го диа­мет­ра, поз­во­ля­ю­щие со­брать ши­ро­кие све­то­вые по­то­ки. Од­на­ко в этом слу­чае не удаётся по­лу­чить рез­кое изоб­ра­же­ние ис­точ­ни­ка (рис. 1). Как бы мы ни пе­ре­ме­ща­ли экран (Э), на нём по­лу­ча­ет­ся до­воль­но рас­плыв­ча­тое изоб­ра­же­ние. И толь­ко огра­ни­чив пучки, па­да­ю­щие на линзу, с по­мо­щью диа­фраг­мы Д (не­про­зрач­но­го экра­на с от­вер­сти­ем), можно по­лу­чить до­ста­точ­но рез­кое изоб­ра­же­ние ис­точ­ни­ка (рис. 2). По­греш­ность, свя­зан­ная с тем, что линза боль­шо­го диа­мет­ра даёт изоб­ра­же­ние то­чеч­но­го ис­точ­ни­ка S не в виде точки, а в виде рас­плыв­ча­то­го свет­ло­го пятна, на­зы­ва­ет­ся сфе­ри­че­ской абер­ра­ци­ей.

Хро­ма­ти­че­ская абер­ра­ция свя­за­на с тем, что по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния све­то­вых лучей в стек­ле за­ви­сит от длины волны: крас­ные лучи пре­лом­ля­ют­ся сла­бее, чем зелёные, зелёные – сла­бее, чем фи­о­ле­то­вые. Из-за этого изоб­ра­же­ние в линзе по­лу­ча­ет­ся окра­шен­ным.

Рас­смот­рим, как можно убрать хро­ма­ти­че­скую абер­ра­цию в оп­ти­че­ских те­ле­ско­пах. Те­ле­скоп со­сто­ит из двух ос­нов­ных ча­стей – объ­ек­ти­ва и оку­ля­ра. В пер­вых те­ле­ско­пах (т. н. ре­фрак­тор­ных) в ка­че­стве объ­ек­ти­ва ис­поль­зо­ва­лась со­би­ра­ю­щая линза. В фо­ку­се объ­ек­ти­ва фор­ми­ру­ет­ся дей­стви­тель­ное изоб­ра­же­ние весь­ма удалённого ис­точ­ни­ка света (на­при­мер, звез­ды). Чтобы раз­гля­деть по­лу­чен­ное с по­мо­щью объ­ек­ти­ва изоб­ра­же­ние, ис­поль­зу­ет­ся оку­ляр. В ка­че­стве оку­ля­ра может ис­поль­зо­вать­ся со­би­ра­ю­щая линза, дей­ству­ю­щая как лупа. На рис. 3 пред­став­лен ход лучей в те­ле­ско­пе И. Кепле­ра (1611 г.).

С по­мо­щью те­ле­ско­па Кепле­ра яркие звёзды на­блю­да­тель уви­дит как сине-зелёные точки (к сине-зелёной части спек­тра че­ло­ве­че­ский глаз наи­бо­лее чув­стви­те­лен ночью), окружённые крас­ной и синей кай­мой.

Чтобы устра­нить ис­ка­же­ния изоб­ра­же­ния, свя­зан­ные с хро­ма­ти­че­ской абер­ра­ци­ей, И. Нью­тон в 1668 году пред­ло­жил новую мо­дель те­ле­ско­па – ре­флек­тор­ный те­ле­скоп, в ко­то­ром вме­сто со­би­ра­ю­щей линзы ис­поль­зо­ва­лось во­гну­тое зер­ка­ло (рис. 4).

Воз­мож­ность за­пи­сы­вать звуки и затем вос­про­из­во­дить их была от­кры­та в 1877 году аме­ри­кан­ским изоб­ре­та­те­лем Т. А. Эди­со­ном. Бла­го­да­ря этому по­яви­лось зву­ко­вое кино, на­ча­лось мас­со­вое про­из­вод­ство грам­мо­фон­ных пла­сти­нок.

На ри­сун­ке 1 дана упро­щен­ная схема ме­ха­ни­че­ско­го зву­ко­за­пи­сы­ва­ю­ще­го устрой­ства. Зву­ко­вые волны от ис­точ­ни­ка звука (певца, ор­кест­ра и т. д.) по­па­да­ли в рупор 1, в ко­то­ром была за­креп­ле­на тон­кая упру­гая пла­стин­ка 2 (мем­бра­на). Под дей­стви­ем зву­ко­вой волны мем­бра­на на­чи­на­ла ко­ле­бать­ся. Ко­ле­ба­ния мем­бра­ны пе­ре­да­ва­лись свя­зан­но­му с ней резцу 3, острие ко­то­ро­го остав­ля­ло при этом на вра­ща­ю­щем­ся диске 4 зву­ко­вую бо­розд­ку. Зву­ко­вая бо­розд­ка за­кру­чи­ва­лась по спи­ра­ли от края диска к его цен­тру.

Диск или валик, на ко­то­ром про­из­во­ди­лась зву­ко­за­пись, из­го­тав­ли­ва­лась из спе­ци­аль­но­го мяг­ко­го вос­ко­во­го ма­те­ри­а­ла. С этого вос­ко­во­го диска галь­ва­но­пла­сти­че­ским спо­со­бом сни­ма­ли мед­ную копию (клише): ис­поль­зо­ва­лось оса­жде­ние на элек­тро­де чи­стой меди при про­хож­де­нии элек­три­че­ско­го тока через рас­твор её солей. Затем с мед­ной копии де­ла­ли от­тис­ки на дис­ках из пласт­мас­сы. Так по­лу­ча­ли грам­мо­фон­ные пла­стин­ки.

При вос­про­из­ве­де­нии звука грам­мо­фон­ную пла­стин­ку ста­вят под иглу, свя­зан­ную с мем­бра­ной грам­мо­фо­на, и при­во­дят пла­стин­ку во вра­ще­ние. Дви­га­ясь по вол­ни­стой бо­розд­ке пла­стин­ки, конец иглы ко­леб­лет­ся, вме­сте с ним ко­леб­лет­ся и мем­бра­на, причём эти ко­ле­ба­ния до­воль­но точно вос­про­из­во­дят за­пи­сан­ный звук.

1898 году дат­ский ин­же­нер Воль­де­мар Па­уль­сен изобрёл ап­па­рат для маг­нит­ной за­пи­си звука на сталь­ной про­во­ло­ке. Маг­нит­ные ленты по­яви­лись зна­чи­тель­но позже, их ис­поль­зо­ва­ние на­ча­лось в 40-х годах XX века. На ри­сун­ке 3 пред­став­лен прин­цип ра­бо­ты за­пи­сы­ва­ю­щей маг­нит­ной го­лов­ки маг­ни­то­фо­на.

В 1979 году вер­ну­лась ме­ха­ни­че­ская за­пись звука, но уже на новом уров­не – при за­пи­си ла­зер­ных дис­ков. Вме­сто иглы фо­но­гра­фа звуки на диске за­пи­сы­ва­ет луч ла­зе­ра. Зву­ко­вая ин­фор­ма­ция за­клю­че­на в мель­чай­ших углуб­ле­ни­ях (рис. 4), вы­гра­ви­ро­ван­ных при за­пи­си ла­зер­ным лучом на ме­тал­ли­зи­ро­ван­ной по­верх­но­сти диска. Этот диск во время вра­ще­ния «чи­та­ет­ся» дру­гим ла­зер­ным лучом, и раз­ли­чия в отражённом ла­зер­ном свете пре­об­ра­зу­ют­ся в элек­три­че­ские сиг­на­лы, ко­то­рые затем пре­об­ра­зу­ют­ся в звук.

Воз­мож­ность за­пи­сы­вать звуки и затем вос­про­из­во­дить их была от­кры­та в 1877 году аме­ри­кан­ским изоб­ре­та­те­лем Т. А. Эди­со­ном. Бла­го­да­ря этому по­яви­лось зву­ко­вое кино, на­ча­лось мас­со­вое про­из­вод­ство грам­мо­фон­ных пла­сти­нок.

На ри­сун­ке 1 дана упро­щен­ная схема ме­ха­ни­че­ско­го зву­ко­за­пи­сы­ва­ю­ще­го устрой­ства. Зву­ко­вые волны от ис­точ­ни­ка звука (певца, ор­кест­ра и т. д.) по­па­да­ли в рупор 1, в ко­то­ром была за­креп­ле­на тон­кая упру­гая пла­стин­ка 2 (мем­бра­на). Под дей­стви­ем зву­ко­вой волны мем­бра­на на­чи­на­ла ко­ле­бать­ся. Ко­ле­ба­ния мем­бра­ны пе­ре­да­ва­лись свя­зан­но­му с ней резцу 3, острие ко­то­ро­го остав­ля­ло при этом на вра­ща­ю­щем­ся диске 4 зву­ко­вую бо­розд­ку. Зву­ко­вая бо­розд­ка за­кру­чи­ва­лась по спи­ра­ли от края диска к его цен­тру.

Диск или валик, на ко­то­ром про­из­во­ди­лась зву­ко­за­пись, из­го­тав­ли­ва­лась из спе­ци­аль­но­го мяг­ко­го вос­ко­во­го ма­те­ри­а­ла. С этого вос­ко­во­го диска галь­ва­но­пла­сти­че­ским спо­со­бом сни­ма­ли мед­ную копию (клише): ис­поль­зо­ва­лось оса­жде­ние на элек­тро­де чи­стой меди при про­хож­де­нии элек­три­че­ско­го тока через рас­твор её солей. Затем с мед­ной копии де­ла­ли от­тис­ки на дис­ках из пласт­мас­сы. Так по­лу­ча­ли грам­мо­фон­ные пла­стин­ки.

При вос­про­из­ве­де­нии звука грам­мо­фон­ную пла­стин­ку ста­вят под иглу, свя­зан­ную с мем­бра­ной грам­мо­фо­на, и при­во­дят пла­стин­ку во вра­ще­ние. Дви­га­ясь по вол­ни­стой бо­розд­ке пла­стин­ки, конец иглы ко­леб­лет­ся, вме­сте с ним ко­леб­лет­ся и мем­бра­на, причём эти ко­ле­ба­ния до­воль­но точно вос­про­из­во­дят за­пи­сан­ный звук.

1898 году дат­ский ин­же­нер Воль­де­мар Па­уль­сен изобрёл ап­па­рат для маг­нит­ной за­пи­си звука на сталь­ной про­во­ло­ке. Маг­нит­ные ленты по­яви­лись зна­чи­тель­но позже, их ис­поль­зо­ва­ние на­ча­лось в 40-х годах XX века. На ри­сун­ке 3 пред­став­лен прин­цип ра­бо­ты за­пи­сы­ва­ю­щей маг­нит­ной го­лов­ки маг­ни­то­фо­на.

В 1979 году вер­ну­лась ме­ха­ни­че­ская за­пись звука, но уже на новом уров­не – при за­пи­си ла­зер­ных дис­ков. Вме­сто иглы фо­но­гра­фа звуки на диске за­пи­сы­ва­ет луч ла­зе­ра. Зву­ко­вая ин­фор­ма­ция за­клю­че­на в мель­чай­ших углуб­ле­ни­ях (рис. 4), вы­гра­ви­ро­ван­ных при за­пи­си ла­зер­ным лучом на ме­тал­ли­зи­ро­ван­ной по­верх­но­сти диска. Этот диск во время вра­ще­ния «чи­та­ет­ся» дру­гим ла­зер­ным лучом, и раз­ли­чия в отражённом ла­зер­ном свете пре­об­ра­зу­ют­ся в элек­три­че­ские сиг­на­лы, ко­то­рые затем пре­об­ра­зу­ют­ся в звук.

Воз­мож­ность за­пи­сы­вать звуки и затем вос­про­из­во­дить их была от­кры­та в 1877 году аме­ри­кан­ским изоб­ре­та­те­лем Т. А. Эди­со­ном. Бла­го­да­ря этому по­яви­лось зву­ко­вое кино, на­ча­лось мас­со­вое про­из­вод­ство грам­мо­фон­ных пла­сти­нок.

На ри­сун­ке 1 дана упро­щен­ная схема ме­ха­ни­че­ско­го зву­ко­за­пи­сы­ва­ю­ще­го устрой­ства. Зву­ко­вые волны от ис­точ­ни­ка звука (певца, ор­кест­ра и т. д.) по­па­да­ли в рупор 1, в ко­то­ром была за­креп­ле­на тон­кая упру­гая пла­стин­ка 2 (мем­бра­на). Под дей­стви­ем зву­ко­вой волны мем­бра­на на­чи­на­ла ко­ле­бать­ся. Ко­ле­ба­ния мем­бра­ны пе­ре­да­ва­лись свя­зан­но­му с ней резцу 3, острие ко­то­ро­го остав­ля­ло при этом на вра­ща­ю­щем­ся диске 4 зву­ко­вую бо­розд­ку. Зву­ко­вая бо­розд­ка за­кру­чи­ва­лась по спи­ра­ли от края диска к его цен­тру.

Диск или валик, на ко­то­ром про­из­во­ди­лась зву­ко­за­пись, из­го­тав­ли­ва­лась из спе­ци­аль­но­го мяг­ко­го вос­ко­во­го ма­те­ри­а­ла. С этого вос­ко­во­го диска галь­ва­но­пла­сти­че­ским спо­со­бом сни­ма­ли мед­ную копию (клише): ис­поль­зо­ва­лось оса­жде­ние на элек­тро­де чи­стой меди при про­хож­де­нии элек­три­че­ско­го тока через рас­твор её солей. Затем с мед­ной копии де­ла­ли от­тис­ки на дис­ках из пласт­мас­сы. Так по­лу­ча­ли грам­мо­фон­ные пла­стин­ки.

При вос­про­из­ве­де­нии звука грам­мо­фон­ную пла­стин­ку ста­вят под иглу, свя­зан­ную с мем­бра­ной грам­мо­фо­на, и при­во­дят пла­стин­ку во вра­ще­ние. Дви­га­ясь по вол­ни­стой бо­розд­ке пла­стин­ки, конец иглы ко­леб­лет­ся, вме­сте с ним ко­леб­лет­ся и мем­бра­на, причём эти ко­ле­ба­ния до­воль­но точно вос­про­из­во­дят за­пи­сан­ный звук.

1898 году дат­ский ин­же­нер Воль­де­мар Па­уль­сен изобрёл ап­па­рат для маг­нит­ной за­пи­си звука на сталь­ной про­во­ло­ке. Маг­нит­ные ленты по­яви­лись зна­чи­тель­но позже, их ис­поль­зо­ва­ние на­ча­лось в 40-х годах XX века. На ри­сун­ке 3 пред­став­лен прин­цип ра­бо­ты за­пи­сы­ва­ю­щей маг­нит­ной го­лов­ки маг­ни­то­фо­на.

В 1979 году вер­ну­лась ме­ха­ни­че­ская за­пись звука, но уже на новом уров­не – при за­пи­си ла­зер­ных дис­ков. Вме­сто иглы фо­но­гра­фа звуки на диске за­пи­сы­ва­ет луч ла­зе­ра. Зву­ко­вая ин­фор­ма­ция за­клю­че­на в мель­чай­ших углуб­ле­ни­ях (рис. 4), вы­гра­ви­ро­ван­ных при за­пи­си ла­зер­ным лучом на ме­тал­ли­зи­ро­ван­ной по­верх­но­сти диска. Этот диск во время вра­ще­ния «чи­та­ет­ся» дру­гим ла­зер­ным лучом, и раз­ли­чия в отражённом ла­зер­ном свете пре­об­ра­зу­ют­ся в элек­три­че­ские сиг­на­лы, ко­то­рые затем пре­об­ра­зу­ют­ся в звук.

С по­верх­но­сти Земли че­ло­век из­дав­на на­блю­да­ет кос­ми­че­ские объ­ек­ты в ви­ди­мой части спек­тра элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния (диа­па­зон ви­ди­мо­го света вклю­ча­ет волны с дли­ной при­мер­но от 380 нм до 760 нм).

При этом боль­шой объём ин­фор­ма­ции о не­бес­ных телах не до­хо­дит до по­верх­но­сти Земли, т. к. боль­шая часть ин­фра­крас­но­го и уль­тра­фи­о­ле­то­во­го диа­па­зо­на, а также рент­ге­нов­ские и гамма-лучи кос­ми­че­ско­го про­ис­хож­де­ния не­до­ступ­ны для на­блю­де­ний с по­верх­но­сти нашей пла­не­ты. Для изу­че­ния кос­ми­че­ских объ­ек­тов в этих лучах не­об­хо­ди­мо вы­ве­сти те­ле­ско­пы за пре­де­лы ат­мо­сфе­ры. Ре­зуль­та­ты, по­лу­чен­ные в кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­ри­ях, пе­ре­вер­ну­ли пред­став­ле­ние че­ло­ве­ка о Все­лен­ной. Общее ко­ли­че­ство кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­рий пре­вы­ша­ет уже не­сколь­ко де­сят­ков.

Так, с по­мо­щью на­блю­де­ний в ин­фра­крас­ном (ИК) диа­па­зо­не были от­кры­ты ты­ся­чи га­лак­тик с мощ­ным ин­фра­крас­ным из­лу­че­ни­ем, в том числе такие, ко­то­рые из­лу­ча­ют в ИК-диа­па­зо­не боль­ше энер­гии, чем во всех осталь­ных ча­стях спек­тра. Ак­тив­но изу­ча­ют­ся ин­фра­крас­ные ис­точ­ни­ки в га­зо­пы­ле­вых об­ла­ках. Ин­те­рес к га­зо­пы­ле­вым об­ла­кам свя­зан с тем, что, со­глас­но со­вре­мен­ным пред­став­ле­ни­ям, в них рож­да­ют­ся и вспы­хи­ва­ют звёзды.

Уль­тра­фи­о­ле­то­вый спектр раз­де­ля­ют на уль­тра­фи­о­лет-А (УФ-A) с дли­ной волны 315–400 нм, уль­тра­фи­о­лет-В (УФ-B) – 280–315 нм и уль­тра­фи­о­лет-С (УФ-С) – 100–280 нм. Прак­ти­че­ски весь УФ-C и при­бли­зи­тель­но 90% УФ-B по­гло­ща­ют­ся озо­но­вым слоем при про­хож­де­нии лучей через зем­ную ат­мо­сфе­ру. УФ-A не за­дер­жи­ва­ет­ся озо­но­вым слоем.

С по­мо­щью уль­тра­фи­о­ле­то­вых об­сер­ва­то­рий изу­ча­лись самые раз­ные объ­ек­ты: от комет и пла­нет до удалённых га­лак­тик. В УФ-диа­па­зо­не ис­сле­ду­ют­ся звёзды, в том числе, с не­обыч­ным хи­ми­че­ским со­ста­вом.

Гамма-лучи до­но­сят до нас ин­фор­ма­цию о мощ­ных кос­ми­че­ских про­цес­сах, свя­зан­ных с экс­тре­маль­ны­ми фи­зи­че­ски­ми усло­ви­я­ми, в том числе и ядер­ных ре­ак­ци­ях внут­ри звёзд. Де­тек­то­ры рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния от­но­си­тель­но легки в из­го­тов­ле­нии и имеют не­боль­шую массу. Рент­ге­нов­ские те­ле­ско­пы уста­нав­ли­ва­лись на мно­гих ор­би­таль­ных стан­ци­ях и меж­пла­нет­ных кос­ми­че­ских ко­раб­лях. Ока­за­лось, что рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние во Все­лен­ной яв­ле­ние такое же обыч­ное, как и из­лу­че­ние оп­ти­че­ско­го диа­па­зо­на. Боль­шое вни­ма­ние уде­ля­ет­ся изу­че­нию рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния ней­трон­ных звёзд и чёрных дыр, ак­тив­ных ядер га­лак­тик, го­ря­че­го газа в скоп­ле­нии га­лак­тик.

Любой объ­ект из­лу­ча­ет элек­тро­маг­нит­ные волны в очень ши­ро­ком диа­па­зо­не ча­стот. При этом ин­тен­сив­ность из­лу­че­ния на­пря­мую за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры объ­ек­та (рис. 1).

Мак­си­мум из­лу­че­ния Солн­ца, по­верх­ность ко­то­ро­го имеет тем­пе­ра­ту­ру около 6000 К, при­хо­дит­ся на диа­па­зон длин волн, ко­то­рые в про­цес­се эво­лю­ции опре­де­ли­ли цве­то­вое зре­ние че­ло­ве­ка.

Среди ор­га­нов чувств глаз за­ни­ма­ет осо­бое место. На долю зре­ния при­хо­дит­ся до 80% ин­фор­ма­ции, вос­при­ни­ма­е­мой ор­га­низ­мом извне. Че­ло­век с по­мо­щью зре­ния вос­при­ни­ма­ет раз­ме­ры пред­ме­тов, их форму, рас­по­ло­же­ние в про­стран­стве, дви­же­ние, а, глав­ное, цвет.

При­ем­ни­ка­ми све­то­во­го из­лу­че­ния че­ло­ве­ка слу­жат кол­боч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры трёх типов) и па­лоч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры од­но­го типа).

Кол­боч­ки, в за­ви­си­мо­сти от их спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти, под­раз­де­ля­ют­ся на три типа и обо­зна­ча­ют­ся гре­че­ски­ми бук­ва­ми ρ, γ и β. Мак­си­му­мы спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти этих типов кол­бо­чек на­хо­дят­ся в трёх раз­ных спек­траль­ных участ­ках: крас­ном, зелёном и синем (рис. 2).

Спек­тры по­гло­ще­ния по­ка­зы­ва­ют ве­ро­ят­ность по­гло­ще­ния фо­то­на для дан­ной длины волны. Спек­тры по­гло­ще­ния пе­ре­кры­ва­ют­ся, а это озна­ча­ет, что зри­тель­ная си­сте­ма в со­сто­я­нии раз­ли­чить ча­сто­ту волны, срав­ни­вая ко­ли­че­ства по­гло­ще­ния энер­гии раз­ных видов кол­бо­чек.

Па­лоч­ки, рас­по­ло­жен­ные по пе­ри­фе­рии сет­чат­ки, иг­ра­ют ос­нов­ную роль в со­зда­нии ахро­ма­ти­че­ских зри­тель­ных об­ра­зов. Па­лоч­ки об­ла­да­ют вы­со­кой чув­стви­тель­но­стью к свету, вос­при­ни­ма­ют волны с малой ам­пли­ту­дой, но не умеют раз­ли­чать их длину, то есть ре­зуль­тат вос­при­я­тия волн раз­ной длины у всех па­ло­чек оди­на­ков.

С по­верх­но­сти Земли че­ло­век из­дав­на на­блю­да­ет кос­ми­че­ские объ­ек­ты в ви­ди­мой части спек­тра элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния (диа­па­зон ви­ди­мо­го света вклю­ча­ет волны с дли­ной при­мер­но от 380 нм до 760 нм).

При этом боль­шой объём ин­фор­ма­ции о не­бес­ных телах не до­хо­дит до по­верх­но­сти Земли, т. к. боль­шая часть ин­фра­крас­но­го и уль­тра­фи­о­ле­то­во­го диа­па­зо­на, а также рент­ге­нов­ские и гамма-лучи кос­ми­че­ско­го про­ис­хож­де­ния не­до­ступ­ны для на­блю­де­ний с по­верх­но­сти нашей пла­не­ты. Для изу­че­ния кос­ми­че­ских объ­ек­тов в этих лучах не­об­хо­ди­мо вы­ве­сти те­ле­ско­пы за пре­де­лы ат­мо­сфе­ры. Ре­зуль­та­ты, по­лу­чен­ные в кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­ри­ях, пе­ре­вер­ну­ли пред­став­ле­ние че­ло­ве­ка о Все­лен­ной. Общее ко­ли­че­ство кос­ми­че­ских об­сер­ва­то­рий пре­вы­ша­ет уже не­сколь­ко де­сят­ков.

Так, с по­мо­щью на­блю­де­ний в ин­фра­крас­ном (ИК) диа­па­зо­не были от­кры­ты ты­ся­чи га­лак­тик с мощ­ным ин­фра­крас­ным из­лу­че­ни­ем, в том числе такие, ко­то­рые из­лу­ча­ют в ИК-диа­па­зо­не боль­ше энер­гии, чем во всех осталь­ных ча­стях спек­тра. Ак­тив­но изу­ча­ют­ся ин­фра­крас­ные ис­точ­ни­ки в га­зо­пы­ле­вых об­ла­ках. Ин­те­рес к га­зо­пы­ле­вым об­ла­кам свя­зан с тем, что, со­глас­но со­вре­мен­ным пред­став­ле­ни­ям, в них рож­да­ют­ся и вспы­хи­ва­ют звёзды.

Уль­тра­фи­о­ле­то­вый спектр раз­де­ля­ют на уль­тра­фи­о­лет-А (УФ-A) с дли­ной волны 315–400 нм, уль­тра­фи­о­лет-В (УФ-B) – 280–315 нм и уль­тра­фи­о­лет-С (УФ-С) – 100–280 нм. Прак­ти­че­ски весь УФ-C и при­бли­зи­тель­но 90% УФ-B по­гло­ща­ют­ся озо­но­вым слоем при про­хож­де­нии лучей через зем­ную ат­мо­сфе­ру. УФ-A не за­дер­жи­ва­ет­ся озо­но­вым слоем.

С по­мо­щью уль­тра­фи­о­ле­то­вых об­сер­ва­то­рий изу­ча­лись самые раз­ные объ­ек­ты: от комет и пла­нет до удалённых га­лак­тик. В УФ-диа­па­зо­не ис­сле­ду­ют­ся звёзды, в том числе, с не­обыч­ным хи­ми­че­ским со­ста­вом.

Гамма-лучи до­но­сят до нас ин­фор­ма­цию о мощ­ных кос­ми­че­ских про­цес­сах, свя­зан­ных с экс­тре­маль­ны­ми фи­зи­че­ски­ми усло­ви­я­ми, в том числе и ядер­ных ре­ак­ци­ях внут­ри звёзд. Де­тек­то­ры рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния от­но­си­тель­но легки в из­го­тов­ле­нии и имеют не­боль­шую массу. Рент­ге­нов­ские те­ле­ско­пы уста­нав­ли­ва­лись на мно­гих ор­би­таль­ных стан­ци­ях и меж­пла­нет­ных кос­ми­че­ских ко­раб­лях. Ока­за­лось, что рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние во Все­лен­ной яв­ле­ние такое же обыч­ное, как и из­лу­че­ние оп­ти­че­ско­го диа­па­зо­на. Боль­шое вни­ма­ние уде­ля­ет­ся изу­че­нию рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния нейтрон­ных звёзд и чёрных дыр, ак­тив­ных ядер га­лак­тик, го­ря­че­го газа в скоп­ле­нии га­лак­тик.

Любой объ­ект из­лу­ча­ет элек­тро­маг­нит­ные волны в очень ши­ро­ком диа­па­зо­не ча­стот. При этом ин­тен­сив­ность из­лу­че­ния на­пря­мую за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры объ­ек­та (рис. 1).

Мак­си­мум из­лу­че­ния Солн­ца, по­верх­ность ко­то­ро­го имеет тем­пе­ра­ту­ру около 6000 К, при­хо­дит­ся на диа­па­зон длин волн, ко­то­рые в про­цес­се эво­лю­ции опре­де­ли­ли цве­то­вое зре­ние че­ло­ве­ка.

Среди ор­га­нов чувств глаз за­ни­ма­ет осо­бое место. На долю зре­ния при­хо­дит­ся до 80% ин­фор­ма­ции, вос­при­ни­ма­е­мой ор­га­низ­мом извне. Че­ло­век с по­мо­щью зре­ния вос­при­ни­ма­ет раз­ме­ры пред­ме­тов, их форму, рас­по­ло­же­ние в про­стран­стве, дви­же­ние, а, глав­ное, цвет.

При­ем­ни­ка­ми све­то­во­го из­лу­че­ния че­ло­ве­ка слу­жат кол­боч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры трёх типов) и па­лоч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры од­но­го типа).

Кол­боч­ки, в за­ви­си­мо­сти от их спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти, под­раз­де­ля­ют­ся на три типа и обо­зна­ча­ют­ся гре­че­ски­ми бук­ва­ми ρ, γ и β. Мак­си­му­мы спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти этих типов кол­бо­чек на­хо­дят­ся в трёх раз­ных спек­траль­ных участ­ках: крас­ном, зелёном и синем (рис. 2).

Спек­тры по­гло­ще­ния по­ка­зы­ва­ют ве­ро­ят­ность по­гло­ще­ния фо­то­на для дан­ной длины волны. Спек­тры по­гло­ще­ния пе­ре­кры­ва­ют­ся, а это озна­ча­ет, что зри­тель­ная си­сте­ма в со­сто­я­нии раз­ли­чить ча­сто­ту волны, срав­ни­вая ко­ли­че­ства по­гло­ще­ния энер­гии раз­ных видов кол­бо­чек.

Па­лоч­ки, рас­по­ло­жен­ные по пе­ри­фе­рии сет­чат­ки, иг­ра­ют ос­нов­ную роль в со­зда­нии ахро­ма­ти­че­ских зри­тель­ных об­ра­зов. Па­лоч­ки об­ла­да­ют вы­со­кой чув­стви­тель­но­стью к свету, вос­при­ни­ма­ют волны с малой ам­пли­ту­дой, но не умеют раз­ли­чать их длину, то есть ре­зуль­тат вос­при­я­тия волн раз­ной длины у всех па­ло­чек оди­на­ков.

Любой объ­ект из­лу­ча­ет элек­тро­маг­нит­ные волны в очень ши­ро­ком диа­па­зо­не ча­стот. При этом ин­тен­сив­ность из­лу­че­ния на­пря­мую за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры объ­ек­та (рис. 1).

Мак­си­мум из­лу­че­ния Солн­ца, по­верх­ность ко­то­ро­го имеет тем­пе­ра­ту­ру около 6000 К, при­хо­дит­ся на диа­па­зон длин волн, ко­то­рые в про­цес­се эво­лю­ции опре­де­ли­ли цве­то­вое зре­ние че­ло­ве­ка.

Среди ор­га­нов чувств глаз за­ни­ма­ет осо­бое место. На долю зре­ния при­хо­дит­ся до 80% ин­фор­ма­ции, вос­при­ни­ма­е­мой ор­га­низ­мом извне. Че­ло­век с по­мо­щью зре­ния вос­при­ни­ма­ет раз­ме­ры пред­ме­тов, их форму, рас­по­ло­же­ние в про­стран­стве, дви­же­ние, а, глав­ное, цвет.

Приёмни­ка­ми све­то­во­го из­лу­че­ния че­ло­ве­ка слу­жат кол­боч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры трёх типов) и па­лоч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры од­но­го типа).

Кол­боч­ки, в за­ви­си­мо­сти от их спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти, под­раз­де­ля­ют­ся на три типа. Мак­си­му­мы спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти этих типов кол­бо­чек на­хо­дят­ся в трёх раз­ных спек­траль­ных участ­ках: крас­ном, зелёном и синем.

При по­мо­щи кол­бо­чек зри­тель­ная си­сте­ма в со­сто­я­нии раз­ли­чить длину волны, срав­ни­вая ко­ли­че­ства по­гло­ще­ния энер­гии раз­ных видов кол­бо­чек.

Па­лоч­ки, рас­по­ло­жен­ные по пе­ри­фе­рии сет­чат­ки, иг­ра­ют ос­нов­ную роль в со­зда­нии ахро­ма­ти­че­ских зри­тель­ных об­ра­зов. Па­лоч­ки об­ла­да­ют вы­со­кой чув­стви­тель­но­стью к свету, вос­при­ни­ма­ют волны с малой ам­пли­ту­дой, но не умеют раз­ли­чать их длину, то есть ре­зуль­тат вос­при­я­тия волн раз­ной длины у всех па­ло­чек оди­на­ков.

Чув­стви­тель­ность че­ло­ве­че­ско­го глаза к раз­ным дли­нам волн ви­ди­мо­го света раз­лич­на в днев­ное время и в су­мер­ки. На ри­сун­ке 2 пред­став­ле­ны кри­вые спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти глаза (за­ви­си­мость ко­эф­фи­ци­ен­та по­гло­ще­ния от длины волны) в су­ме­реч­ное и днев­ное время.

Если днём мак­си­мум чув­стви­тель­но­сти глаза па­да­ет на жёлто-зелёную часть спек­тра, то в су­мер­ках она сме­ня­ет­ся в об­ласть более ко­рот­ких длин волн.

Теп­ло­об­мен тела че­ло­ве­ка с окру­жа­ю­щей сре­дой может осу­ществ­лять­ся, путём всех трёх видов теп­ло­пе­ре­да­чи (теп­ло­про­вод­но­сти, кон­век­ции и из­лу­че­ния), а также за счёт ис­па­ре­ния воды с по­верх­но­сти тела.

Пе­ре­нос тепла в слу­чае теп­ло­про­вод­но­сти прямо про­пор­ци­о­на­лен раз­но­сти тем­пе­ра­ту­ры тела и тем­пе­ра­ту­ры окру­жа­ю­щей среды. Чем боль­ше раз­ность тем­пе­ра­тур, тем ин­тен­сив­нее про­ис­хо­дит теп­ло­от­да­ча энер­гии живым ор­га­низ­мом в окру­жа­ю­щую среду. Кроме того, боль­шое зна­че­ние имеет ко­эф­фи­ци­ент теп­ло­про­вод­но­сти окру­жа­ю­щей среды. Из­вест­но, что ко­эф­фи­ци­ент теп­ло­про­вод­но­сти для воды (при 20 °C) равен 2,1 кДж/(ч·м·°С), а для су­хо­го воз­ду­ха – при­мер­но 0,08 кДж/(ч·м·°С). По­это­му для че­ло­ве­ка теп­ло­про­вод­ность через воз­дух со­став­ля­ет очень не­зна­чи­тель­ную ве­ли­чи­ну.

Теп­ло­от­да­ча из­лу­че­ни­ем для че­ло­ве­ка в со­сто­я­нии покоя со­став­ля­ет 43–50% всей по­те­ри тепла. Из­лу­че­ние че­ло­ве­че­ско­го тела ха­рак­те­ри­зу­ет­ся дли­ной волны от 5 до 40 мкм с мак­си­маль­ной дли­ной волны в 9 мкм.

Ис­па­ре­ние поз­во­ля­ет охла­ждать тело даже в том слу­чае, когда тем­пе­ра­ту­ра окру­жа­ю­щей среды выше, чем тем­пе­ра­ту­ра тела. При низ­кой тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха кон­вен­ция и из­лу­че­ние с по­верх­но­сти тела че­ло­ве­ка со­став­ля­ют около 90% общей су­точ­ной теп­ло­от­да­чи, а ис­па­ре­ние при ды­ха­нии – 9–10%. При тем­пе­ра­ту­ре 18–20 °C теп­ло­от­да­ча за счёт кон­вен­ции и из­лу­че­ния умень­ша­ет­ся, а за счёт ис­па­ре­ния уве­ли­чи­ва­ет­ся до 25–27%.

При тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха 34–35 °C ис­па­ре­ние пота ста­но­вит­ся един­ствен­ным путём, с по­мо­щью ко­то­ро­го ор­га­низм осво­бож­да­ет­ся от из­бы­точ­но­го тепла. На каж­дый литр ис­па­рив­ше­го­ся пота кожа те­ря­ет ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное 2400 кДж, она ста­но­вит­ся хо­лод­нее, охла­жда­ет­ся и про­те­ка­ю­щая через неё кровь.

Если при тем­пе­ра­ту­ре окру­жа­ю­щей среды 37–39 °C по­те­ря воды с потом со­став­ля­ет около 300 г/ч, то при тем­пе­ра­ту­ре 42 °C и более она по­вы­ша­ет­ся до 1–2 кг/ч. Ис­па­ре­ние эф­фек­тив­но толь­ко тогда, когда воз­дух сухой и по­движ­ный. Если воз­дух влаж­ный и не­по­движ­ный, ис­па­ре­ние про­ис­хо­дит очень мед­лен­но. Вот по­че­му осо­бен­но тя­же­ло пе­ре­но­сит­ся жара во влаж­ных суб­тро­пи­ках.

Самый про­стой и наи­бо­лее эф­фек­тив­ный спо­соб охла­жде­ния ор­га­низ­ма путём ис­па­ре­ния (при не­вы­со­кой фи­зи­че­ской ак­тив­но­сти) – уси­ле­ние ды­ха­ния. Ведь лёгкие ра­бо­та­ют ещё и в ка­че­стве хо­ло­диль­ни­ка. Вы­ды­ха­е­мый воз­дух все­гда имеет сто­про­цент­ную влаж­ность, а на ис­па­ре­ние воды с гро­мад­ной по­верх­но­сти лёгких ухо­дит боль­шое ко­ли­че­ство из­бы­точ­но­го тепла. Имен­но так охла­жда­ют свой ор­га­низм мно­гие жи­вот­ные.

Бен­джа­мин Фран­клин, аме­ри­кан­ский учёный, ди­пло­мат и по­ли­ти­че­ский де­я­тель, внёс огром­ный вклад в изу­че­ние элек­три­че­ских яв­ле­ний. Имен­но Фран­клин ввёл в науку новые тер­ми­ны, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся и в со­вре­мен­ной элек­тро­тех­ни­ке. Речь идёт о «по­ло­жи­тель­ном» и «от­ри­ца­тель­ном» элек­три­че­стве, или, как он пишет, «пред­по­чти­тель­нее – «плюсе» и «ми­ну­се». Среди мно­гих за­ме­ча­тель­ных ис­сле­до­ва­ний Фран­кли­на наи­боль­шую славу при­нес­ли ему зна­ме­ни­тые опыты по изу­че­нию ат­мо­сфер­но­го элек­три­че­ства, поз­во­лив­шие экс­пе­ри­мен­таль­но до­ка­зать тож­де­ствен­ность яв­ле­ний «обык­но­вен­но­го» элек­три­че­ства и мол­нии.

Для этого Фран­клин решил вос­поль­зо­вать­ся ре­зуль­та­та­ми своих на­блю­де­ний о свой­ствах ост­ро­ко­неч­ных пред­ме­тов при­тя­ги­вать «элек­три­че­скую суб­стан­цию». Тогда и мол­ния долж­на при­тя­ги­вать­ся к остри­ям. Он пред­по­ло­жил, что для от­во­да удара мол­нии в землю можно ис­поль­зо­вать «за­ост­рен­ные же­лез­ные пруты».

Фран­клин из­го­то­вил воз­душ­но­го змея, но вме­сто бу­ма­ги на­тя­нул на де­ре­вян­ные план­ки шёлко­вый пла­ток, по­сколь­ку шёлк не на­мо­ка­ет от дождя так быст­ро, как бу­ма­га. Он писал: «К верх­не­му концу де­ре­вян­ной кре­сто­ви­ны змея

нужно при­кре­пить кусок про­во­ло­ки с ост­рым кон­цом, чтобы он вы­сту­пал за край не мень­ше, чем на фут. Конец бечёвки сле­ду­ет под­вя­зать шёлко­вой лен­той, за ко­то­рую бе­рут­ся рукой, а в месте со­еди­не­ния бечёвки с лен­той нужно при­вя­зать ключ. Во время грозы не­об­хо­ди­мо сле­дить за тем, чтобы шёлко­вая лента не на­мок­ла, а бечёвка не ка­са­лась двер­но­го ко­ся­ка или окон­ной рамы. Как толь­ко гро­зо­вая туча ока­жет­ся над змеем, за­ост­рен­ная про­во­ло­ка ста­нет из­вле­кать из неё элек­три­че­ский огонь, и змей вме­сте с бечёвкой на­элек­три­зу­ет­ся. А когда дождь смо­чит бечёвку, сде­лав её спо­соб­ной про­во­дить элек­три­че­ский огонь, Вы уви­ди­те, как он обиль­но сте­ка­ет с ключа при при­бли­же­нии ва­ше­го паль­ца. При этом от ключа можно за­ря­дить банку..., вос­пла­ме­нить спирт и про­во­дить про­чие элек­три­че­ские опыты, ко­то­рые обыч­но ста­вят­ся при по­мо­щи на­тер­то­го стек­лян­но­го шара или труб­ки».

Фран­клин пы­тал­ся про­ник­нуть в сущ­ность при­ро­ды элек­три­че­ства. С со­вре­мен­ной точки зре­ния, важ­ное зна­че­ние имело его утвер­жде­ние о том, что «элек­три­че­скую суб­стан­цию» нель­зя со­здать или уни­что­жить, а можно толь­ко пе­ре­рас­пре­де­лить.

Теп­ло­об­мен тела че­ло­ве­ка с окру­жа­ю­щей сре­дой может осу­ществ­лять­ся, путём всех трёх видов теп­ло­пе­ре­да­чи (теп­ло­про­вод­но­сти, кон­век­ции и из­лу­че­ния), а также за счёт ис­па­ре­ния воды с по­верх­но­сти тела.

Пе­ре­нос тепла в слу­чае теп­ло­про­вод­но­сти прямо про­пор­ци­о­на­лен раз­но­сти тем­пе­ра­ту­ры тела и тем­пе­ра­ту­ры окру­жа­ю­щей среды. Чем боль­ше раз­ность тем­пе­ра­тур, тем ин­тен­сив­нее про­ис­хо­дит теп­ло­от­да­ча энер­гии живым ор­га­низ­мом в окру­жа­ю­щую среду. Кроме того, боль­шое зна­че­ние имеет ко­эф­фи­ци­ент теп­ло­про­вод­но­сти окру­жа­ю­щей среды. Из­вест­но, что ко­эф­фи­ци­ент теп­ло­про­вод­но­сти для воды (при 20 °C) равен 2,1 кДж/(ч·м·°С), а для су­хо­го воз­ду­ха – при­мер­но 0,08 кДж/(ч·м·°С). По­это­му для че­ло­ве­ка теп­ло­про­вод­ность через воз­дух со­став­ля­ет очень не­зна­чи­тель­ную ве­ли­чи­ну.

Теп­ло­от­да­ча из­лу­че­ни­ем для че­ло­ве­ка в со­сто­я­нии покоя со­став­ля­ет 43–50% всей по­те­ри тепла. Из­лу­че­ние че­ло­ве­че­ско­го тела ха­рак­те­ри­зу­ет­ся дли­ной волны от 5 до 40 мкм с мак­си­маль­ной дли­ной волны в 9 мкм.

Ис­па­ре­ние поз­во­ля­ет охла­ждать тело даже в том слу­чае, когда тем­пе­ра­ту­ра окру­жа­ю­щей среды выше, чем тем­пе­ра­ту­ра тела. При низ­кой тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха кон­вен­ция и из­лу­че­ние с по­верх­но­сти тела че­ло­ве­ка со­став­ля­ют около 90% общей су­точ­ной теп­ло­от­да­чи, а ис­па­ре­ние при ды­ха­нии – 9–10%. При тем­пе­ра­ту­ре 18–20 °C теп­ло­от­да­ча за счёт кон­вен­ции и из­лу­че­ния умень­ша­ет­ся, а за счёт ис­па­ре­ния уве­ли­чи­ва­ет­ся до 25–27%.

При тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха 34–35 °C ис­па­ре­ние пота ста­но­вит­ся един­ствен­ным путём, с по­мо­щью ко­то­ро­го ор­га­низм осво­бож­да­ет­ся от из­бы­точ­но­го тепла. На каж­дый литр ис­па­рив­ше­го­ся пота кожа те­ря­ет ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное 2400 кДж, она ста­но­вит­ся хо­лод­нее, охла­жда­ет­ся и про­те­ка­ю­щая через неё кровь.

Если при тем­пе­ра­ту­ре окру­жа­ю­щей среды 37–39 °C по­те­ря воды с потом со­став­ля­ет около 300 г/ч, то при тем­пе­ра­ту­ре 42 °C и более она по­вы­ша­ет­ся до 1–2 кг/ч. Ис­па­ре­ние эф­фек­тив­но толь­ко тогда, когда воз­дух сухой и по­движ­ный. Если воз­дух влаж­ный и не­по­движ­ный, ис­па­ре­ние про­ис­хо­дит очень мед­лен­но. Вот по­че­му осо­бен­но тя­же­ло пе­ре­но­сит­ся жара во влаж­ных суб­тро­пи­ках.

Самый про­стой и наи­бо­лее эф­фек­тив­ный спо­соб охла­жде­ния ор­га­низ­ма путём ис­па­ре­ния (при не­вы­со­кой фи­зи­че­ской ак­тив­но­сти) – уси­ле­ние ды­ха­ния. Ведь лёгкие ра­бо­та­ют ещё и в ка­че­стве хо­ло­диль­ни­ка. Вы­ды­ха­е­мый воз­дух все­гда имеет сто­про­цент­ную влаж­ность, а на ис­па­ре­ние воды с гро­мад­ной по­верх­но­сти лёгких ухо­дит боль­шое ко­ли­че­ство из­бы­точ­но­го тепла. Имен­но так охла­жда­ют свой ор­га­низм мно­гие жи­вот­ные.

Бен­джа­мин Фран­клин, аме­ри­кан­ский учёный, ди­пло­мат и по­ли­ти­че­ский де­я­тель, внёс огром­ный вклад в изу­че­ние элек­три­че­ских яв­ле­ний. Имен­но Фран­клин ввёл в науку новые тер­ми­ны, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся и в со­вре­мен­ной элек­тро­тех­ни­ке. Речь идёт о «по­ло­жи­тель­ном» и «от­ри­ца­тель­ном» элек­три­че­стве, или, как он пишет, «пред­по­чти­тель­нее – «плюсе» и «ми­ну­се». Среди мно­гих за­ме­ча­тель­ных ис­сле­до­ва­ний Фран­кли­на наи­боль­шую славу при­нес­ли ему зна­ме­ни­тые опыты по изу­че­нию ат­мо­сфер­но­го элек­три­че­ства, поз­во­лив­шие экс­пе­ри­мен­таль­но до­ка­зать тож­де­ствен­ность яв­ле­ний «обык­но­вен­но­го» элек­три­че­ства и мол­нии.

Для этого Фран­клин решил вос­поль­зо­вать­ся ре­зуль­та­та­ми своих на­блю­де­ний о свой­ствах ост­ро­ко­неч­ных пред­ме­тов при­тя­ги­вать «элек­три­че­скую суб­стан­цию». Тогда и мол­ния долж­на при­тя­ги­вать­ся к остри­ям. Он пред­по­ло­жил, что для от­во­да удара мол­нии в землю можно ис­поль­зо­вать «за­ост­рен­ные же­лез­ные пруты».

Фран­клин из­го­то­вил воз­душ­но­го змея, но вме­сто бу­ма­ги на­тя­нул на де­ре­вян­ные план­ки шёлко­вый пла­ток, по­сколь­ку шёлк не на­мо­ка­ет от дождя так быст­ро, как бу­ма­га. Он писал: «К верх­не­му концу де­ре­вян­ной кре­сто­ви­ны змея

нужно при­кре­пить кусок про­во­ло­ки с ост­рым кон­цом, чтобы он вы­сту­пал за край не мень­ше, чем на фут. Конец бечёвки сле­ду­ет под­вя­зать шёлко­вой лен­той, за ко­то­рую бе­рут­ся рукой, а в месте со­еди­не­ния бечёвки с лен­той нужно при­вя­зать ключ. Во время грозы не­об­хо­ди­мо сле­дить за тем, чтобы шёлко­вая лента не на­мок­ла, а бечёвка не ка­са­лась двер­но­го ко­ся­ка или окон­ной рамы. Как толь­ко гро­зо­вая туча ока­жет­ся над змеем, за­ост­рен­ная про­во­ло­ка ста­нет из­вле­кать из неё элек­три­че­ский огонь, и змей вме­сте с бечёвкой на­элек­три­зу­ет­ся. А когда дождь смо­чит бечёвку, сде­лав её спо­соб­ной про­во­дить элек­три­че­ский огонь, Вы уви­ди­те, как он обиль­но сте­ка­ет с ключа при при­бли­же­нии ва­ше­го паль­ца. При этом от ключа можно за­ря­дить банку..., вос­пла­ме­нить спирт и про­во­дить про­чие элек­три­че­ские опыты, ко­то­рые обыч­но ста­вят­ся при по­мо­щи на­тер­то­го стек­лян­но­го шара или труб­ки».

Фран­клин пы­тал­ся про­ник­нуть в сущ­ность при­ро­ды элек­три­че­ства. С со­вре­мен­ной точки зре­ния, важ­ное зна­че­ние имело его утвер­жде­ние о том, что «элек­три­че­скую суб­стан­цию» нель­зя со­здать или уни­что­жить, а можно толь­ко пе­ре­рас­пре­де­лить.

Между дав­ле­ни­ем и точ­кой за­мер­за­ния (плав­ле­ния) воды на­блю­да­ет­ся ин­те­рес­ная за­ви­си­мость (см. таб­ли­цу).

С по­вы­ше­ни­ем дав­ле­ния до 2200 ат­мо­сфер тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния па­да­ет: с уве­ли­че­ни­ем дав­ле­ния на каж­дую ат­мо­сфе­ру она по­ни­жа­ет­ся при­мер­но на 0,0075 °C. При даль­ней­шем уве­ли­че­нии дав­ле­ния точка за­мер­за­ния воды на­чи­на­ет расти: при дав­ле­нии 20 670 ат­мо­сфер вода за­мер­за­ет при 76 °C. В этом слу­чае будет на­блю­дать­ся го­ря­чий лёд.

При нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии объём воды при за­мер­за­нии вне­зап­но воз­рас­та­ет при­мер­но на 11%. В за­мкну­том про­стран­стве такой про­цесс при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию гро­мад­но­го из­бы­точ­но­го дав­ле­ния до 2500 атм. Вода, за­мер­зая, раз­ры­ва­ет гор­ные по­ро­ды, дро­бит мно­го­тон­ные глыбы.

В XIX веке было об­на­ру­же­но яв­ле­ние ре­же­ля­ции льда, ко­то­рое можно про­де­мон­стри­ро­вать на опыте. По­ста­вим на два стол­би­ка пря­мо­уголь­ный ле­дя­ной бру­сок. Пе­ре­ки­нем через него тон­кую сталь­ную про­во­ло­ку (диа­мет­ром 0,1 мм) и под­ве­сим на ней груз мас­сой 3 кг (см. рис. а). Все это оста­вим на лёгком мо­ро­зе. Важно, чтобы тем­пе­ра­ту­ра на улице была лишь не­мно­гим ниже нуля. При­мер­но через сутки мы об­на­ру­жим, что про­во­ло­ка и гиря лежат на земле, а на стол­би­ках стоит наш ле­дя­ной бру­сок, целый и не­вре­ди­мый. Если бы мы в те­че­ние опыта вы­хо­ди­ли на улицу, то уви­де­ли бы, как по­сте­пен­но про­во­ло­ка опус­ка­ет­ся, как бы раз­ре­зая ле­дя­ной бру­сок (см. рис. б, в, г), ни­ка­ко­го раз­ре­за не остаётся – выше про­во­ло­ки бру­сок ока­зы­ва­ет­ся мо­но­лит­ным.

Дол­гое время ду­ма­ли, что лёд под лез­ви­я­ми конь­ков тает по­то­му, что ис­пы­ты­ва­ет силь­ное дав­ле­ние, тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния льда по­ни­жа­ет­ся и лёд пла­вит­ся. Од­на­ко расчёты по­ка­зы­ва­ют, что под конь­ка­ми тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния льда умень­ша­ет­ся при­мер­но на 0,1 °C, что явно не­до­ста­точ­но для ка­та­ния, на­при­мер, при –10 °C.

Между дав­ле­ни­ем и точ­кой за­мер­за­ния (плав­ле­ния) воды на­блю­да­ет­ся ин­те­рес­ная за­ви­си­мость (см. таб­ли­цу).

С по­вы­ше­ни­ем дав­ле­ния до 2200 ат­мо­сфер тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния па­да­ет: с уве­ли­че­ни­ем дав­ле­ния на каж­дую ат­мо­сфе­ру она по­ни­жа­ет­ся при­мер­но на 0,0075 °C. При даль­ней­шем уве­ли­че­нии дав­ле­ния точка за­мер­за­ния воды на­чи­на­ет расти: при дав­ле­нии 20 670 ат­мо­сфер вода за­мер­за­ет при 76 °C. В этом слу­чае будет на­блю­дать­ся го­ря­чий лёд.

При нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии объём воды при за­мер­за­нии вне­зап­но воз­рас­та­ет при­мер­но на 11%. В за­мкну­том про­стран­стве такой про­цесс при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию гро­мад­но­го из­бы­точ­но­го дав­ле­ния до 2500 атм. Вода, за­мер­зая, раз­ры­ва­ет гор­ные по­ро­ды, дро­бит мно­го­тон­ные глыбы.