WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«2 Олег Орлянский. Увидеть невидимое. 12 Наталья Джура. Питание и стратегия здоровья. 20 Ирина Мандзюк. Откуда твои краски, ...»

-- [ Страница 1 ] --

Главный редактор: Корректоры:

Дария Бида Екатерина Никишова, Анна Федотова

Дизайн и вёрстка:

Заместитель

Василия Рогана,

главного редактора:

Марины Шутурмы,

Ирина Писулинская

Каринэ Мкртчян-Адамян

Иллюстрация Научные редакторы: Художник:

и дизайн обложки:

Александр Шевчук, Оксана Мазур Юрий Сымотюк Ярына Колиснык Зарегистрирован в Государственном комитете по телевидению и радиовещанию Украины.

: КВ №18209-7009ПР от 05.10.11 г.

: ЛГОО "Львовский институт образования", 79013, г. Львов, пл. Рынок, 43.

: ПО "Городские информационные системы", 79013, г. Львов, ул. Ген. Чупринки, 5.

Выходит 12 раз в год.

© "Львовский институт образования", № 12 (66) 2013.

Основан в январе 2006 года. © "Городские информационные системы", 2 Олег Орлянский. Увидеть невидимое.

12 Наталья Джура. Питание и стратегия здоровья.

20 Ирина Мандзюк. Откуда твои краски, цветочек?

24 Мария Надрага. Виноград культурный.

30 Семь природных чудес Украины. Гранитно-степное Побужье, Днестровский каньон, Аскания-Нова.

38 Александр Шевчук. Сокровища Красной планеты.

„ ” 48 „КОЛОСОК-весенний-2014”. Твоё здоровье – это важно!

ПОДПИСНОЙ

ИНДЕКС Олег Орлянский

АБСТРАКЦИИ В НАУКЕ

Увидеть невидимое Взгляд в микромир 999+ Приборы показывают невидимое, а фантазия – неведомое. Осмысливая показания приборов, используя открытые законы физики, мы представляем места и миры, недоступные органам чувств. Поднимаясь над обыденным, мы прикасаемся к контурам мироздания, творим новое, улавливаем заманчивые перспективы будущего.

Мы живём на Земле, одной из восьми планет Солнечной системы. На момент написания статьи, 20 октября 2013 г., человечеству было известно ещё 999 планет, которые вращаются вокруг других звёзд. Сейчас, когда вы читаете эти строки, количество известных экзопланет1 наверняка превышает тысячу. Они находятся так далеко, что только некоторые планеты удаётся разглядеть в мощные телескопы, и то в виде едва заметных пятнышек. Расстояние до ближайшей известной экзопланеты, вращающейся вокруг звезды Альфа Центавра В, можно было бы преодолеть со скоростью 180 км/час (хороший автомобиль на скоростной автотрассе) за 25 млн. лет. Остальные экзопланеты ещё дальше. Откуда тогда учёные знают об их существовании, если разглядеть планеты невозможно?

Эффект Доплера В первую очередь по наблюдению излучения звёзд. Представьте: маленькая планета и огромная звезда вращаются вокруг общего центра масс. Планета движется по большой орбите с большой скоростью, а центр звезды – по крошечной орбите с маленькой скоростью. Он будто бы слегка покачивается синхронно с движением планеты, как мальчишка, раскрутивший над головой камень на верёвке. Во сколько раз масса планеты меньше массы звезды, Экзопланета – от др.-греч. слов экзо („” – вне, снаружи) и планета („” – странник). То есть, небесное тело, странствующее за пределами Солнечной системы вокруг другой звезды.

Глубины Вселенной во столько же раз орбита и скорость центра звезды меньше орбиты и скорости планеты. Например, масса Земли в 333 000 раз меньше массы Солнца. Земля движется со скоростью 30 км/с. Это означает, что центр Солнца откликается на стремительный полёт нашей планеты едва заметной по космическим масштабам скоростью 9 см/с. И всё-таки с этой скоростью раз в полугодие Солнце то приближается к удалённой звезде зодиакального созвездия, то удаляется от неё. Как это движение воспринимается инопланетными жителями удалённой звезды? Вы, наверное, видели, как отчаянно разгоняются перед толчком ядра или метанием копья спортсмены.

Этим они увеличивают энергию бросаемого тела, и оно летит дальше. Когда Солнце движется в направлении далёкой звезды, оно увеличивает энергию отправляемых к ней частичек света, фотонов. Большей энергии, как мы знаем2, соответствует большая частота. Через полгода, наоборот, Солнце удаляется от этой звезды, и частота его излучения для инопланетных наблюдателей уменьшается. Периодическое изменение частоты солнечного излучения инопланетяне объяснят тем, что вокруг Солнца с периодом в один год (по земному времени) вращается небольшая планета с массой в 333 000 раз меньшей массы Солнца. И окажутся правы!

Изменение частоты, связанное с движением, названо эффектом Доплера в честь выдающегося австрийского физика Кристиана Доплера, предсказавшего и рассчитавшего этот эффект в 1842 году. Эффект Доплера имеет многочисленные применения. Например, его используют инспекторы дорожно-патрульной службы, фиксирующие радарами превышение скорости, Читай журнал „КОЛОСОК” № 1/2013.

а также астрономы, открывающие новые планеты. Большинство экзопланет как раз и было открыто этим методом. На самом деле, конечно, все не так просто. Если вокруг звезды вращается несколько планет, причём не по окружностям, а по эллипсам, то движение её центра одновременно будет отзываться на множество возмущений.

Головокружительный транзит Второй по важности метод обнаружения„невидимых” планет называется транзитным. Видели, как скорый поезд, проходящий по расписанию транзитом через небольшую станцию, на некоторое время перекрывает пейзаж?

Приблизительно также и планета, кружащая около звезды, периодически проходит по её сияющему диску чёрным кружком тени и перекрывает часть световой энергии. Потеря энергии заметна тем инопланетным наблюдателям, которым повезло оказаться вблизи ни ослепительного диска звезды, ни тем более тёмного кружка планеты, – столь велико расстояние. Лишь звёздную точку, которая каждый местный год кратковременно совсем на чуть-чуть уменьшает свой блеск. Теперь мы знаем: это кружок планеты пересекает диск звезды.

Эффект Доплера позволяет определять отношение масс звезды и планеты, а транзитный метод – отношение их размеров. Чем больше площадь диска планеты, тем большую часть диска звезды она перекрывает и тем сильнее уменьшает блеск звезды. Например, Земля, двигаясь со скоростью 30 км/с, проходит расстояние равное диаметру Солнца за 13 часов, закрывая при этом одну двенадцатитысячную часть его диска. Это означает, что инопланетный астроном, находящийся в плоскости земной орбиты, будет наблюдать тринадцатичасовое уменьшение потока солнечной энергии менее, чем на одну сотую долю процента. Очень трудно заметить столь малую величину на фоне изменчивой солнечной активности. Однако, в случае транзита Юпитера, самой большой планеты Солнечной системы, эффект окажется уже в 120 раз больше.

Существуют и другие более экзотические методы обнаружения удалённых планет, для знакомства с которыми надо хорошо знать физику3.

Логическая цепочка Ну, хорошо, с помощью транзитного метода мы можем узнать, во сколько раз планета меньше звезды. Но откуда мы знаем размеры звезды, если даже в лучшие телескопы она выглядит как светящаяся точка? В этом опять нам помогает излучение нагретого тела. В предыдущих номерах журнала мы обсуждали законы Вина и Стефана-Больцмана. Согласно закону смещения Вина излучение нагретого тела неравномерно. В зависимости от абсолютной температуры T, максимум излучения приходится на ту или иную длину волны мах. Значит, измерив длину волны мах, на которую приходится максимум излучения интересующей звезды, мы может рассчитать температуру её поверхности:

Получается, закон Вина вооружает нас необычным термометром, который позволяет измерять температуру, пронизывая толщи пространства и времени.

Если звезда находится на расстоянии 2013 световых лет, это означает, что её видимый свет был испущен 2013 лет назад из точки пространства, удалённой от нас на расстояние 19 000 000 000 млн. км. Мы с вами, крошечные обитатели Земли, в 2013 г. знаем, какой была температура раскалённой фотосферы чужой гигантской звезды в год рождения Христа и начала новой эры!

Далее мы можем воспользоваться законом Стефана-Больцмана и вычислить мощность Р излучения звезды, нагретой до температуры Т: Р = Т4S, где S – площадь звезды, = 5,67·10-8 Вт/(м2·К4) – постоянная Стефана-Больцмана. Эта световая мощность, грозно срываясь с поверхности звезды изначально неизвестного нам радиуса R, распространяется во все стороны. Через годы на расстоянии r она пересекает уже огромную сферу, площадь которой в (r/R)2 раз больше площади звёздной поверхности. Значит, в это же число (r/R)2 ослабевает плотность энергии звёздного излучения, которую мы вдали от звезды регистрируем своими приборами. Вот так с помощью простых измерений и законов излучения можно определить, во сколько раз радиус R звезды меньше, чем расстояние r, на которое она от нас удалена.

Выстроилась логическая цепочка. Чтобы найти размер экзопланеты, надо знать размер её материнской звезды. Чтобы узнать размер звезды, следует вычислить расстояние до неё. Как вы понимаете, учёные умеют делать и это.

Более того, используя разные независимые методы, можно уменьшить погрешности измерений и, так и не приблизившись к чужой звёздной системе, вплотную подойти к истине.

Реликтовое излучение Когда-то давным-давно, а точнее около пятнадцати миллиардов лет назад, не было ни планет, ни звёзд. Расширяющееся пространство заполняли элементарные частицы, которые сталкивались, превращались друг в друга, рождались и гибли. Их феерическое взаимодействие не было совершенно произвольным. Оно подчинялось особым законам, которые появившиеся впоследствии люди назвали законами физики. Среди всего разнообразия частиц было очень много квантов света – фотонов. По мере расширения пространства температура падала, частицы противоположных электрических зарядов, электроны и протоны, все с меньшей охотой разлетались после взаимодействия. Когда температура снизилась приблизительно до 4 000 К, электроны и протоны чаще и чаще стали объединяться в атомы водорода и все реже разлетаться после случайной встречи. Количество свободных заряженных частиц резко сократилось, и предпочитающие с ними взаимодействовать фотоны обрели свободу полёта без столкновений. Если бы кто-то в то время мог поглядеть вокруг, он увидел бы сияющее оранжевое Для звёзд температура поверхности 3 000 К является низкой, и такие звёзды иногда называют холодными.

всех звёзд зодиакальных созвездий. Представьте, что звезда как бы вывернулась вокруг вас, окружив отовсюду сиянием и распространяясь в бездонные дали пространства.

Вселенная продолжала расширяться, температура падать, пронизывающее мир сияние тускнеть и приобретать багровые оттенки. Ощущение, будто теперь вокруг тебя поверхность вывернутой наизнанку холодной4 красной звезды, подобной ближайшей к Солнцу звезде Проксиме Центавра. Шло время. Слабеющий красный свет постепенно сменился инфракрасным, затем перешёл в микроволновое излучение, стал холодным и невидимым. С каждой последующей эпохой энергия излучения падала, оно приходило из всё более удалённых, пограничных окраин мироздания, рождённое ещё в те времена, когда температура там равнялась 4 000 К. Сегодня реликтовое излучение имеет температуру 2,7 К. Это означает, что ночное чёрное небо светится в невидимом для нас диапазоне как абсолютно чёрное тело при температуре 2,7 К. Согласно закону смещения Вина мах T 0,29 см·К при этой температуре теплового излучения максимум энергии приходится на длину волны 1,1 мм. В момент освобождения реликтового излучения при температуре 4 000 К длина волны была 0,73 мкм. Нетрудно посчитать, что с тех пор длина волны увеличилась в 1500 раз. Во столько же раз увеличились и размеры Вселенной. Выходит, что расширяющееся пространство как бы растягивает длину волны путешествующих сквозь него фотонов. Или, может, это фотоны раздвигают пространство, расходуя на это запасённую энергию?

Где самый лютый холод?



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 


Похожие работы:

«Рудольф Хаушка УЧЕНИЕ О СУБСТАНЦИИ К пониманию физики, химии и терапевтического действия веществ ПРЕДИСЛОВИЕ Задача предлагаемой книги - показать, как через рассмотрение сущности самой материи можно преодолеть еще повсюду сегодня господствующее материалистическое воззрение на природу. Аматериалистическое рассмотрение химии представляется, на первый взгляд, бессмысленным, поскольку именно учение о веществе предполагает, казалось бы, твердую почву материальной закономерности. В предлагаемом...»

«Рекомендовано УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 010701 Физика. Москва Издательство МЦНМО 2007 год УДК 53 (023) ББК 22.3я721+74.262.22 Г83 Учебное издание Григорьев Ю. М., Муравьёв В. М., Потапов В. Ф. Г83 Олимпиадные задачи по физике. Международная олимпиада Туймаада : Под ред. Селюка Б. В. М.: МЦНМО, 2007. 160 с.: ил. ISBN 978–5–94057–256–5. Олимпиада Туймаада была организована в...»

«Программа вступительного испытания (собеседование/устный экзамен) по дисциплине Физическая география и ландшафты и Экономическая и социальная география России, для поступающих на направление подготовки магистратуры 05.04.02 – География Физическая география и ландшафты России Объект и предмет региональной физической географии. Факторы пространственной физико-географической дифференциации и формирование ПТК регионального уровня. Природные компоненты и природные территориальные комплексы (ПТК)....»

«Радиоактивность – самопроизвольный распад атомов некоторых химических элементов – явление значительно более старое, чем наша Земля. Возможно, ей, как и всему сущему, положил начало Большой взрыв, который, по мнению современных астрофизиков, произошел около 20 миллиардов лет тому назад. С тех пор радиация постоянно заполняет космическое пространство. О радиоактивности написаны десятки тысяч статей и сотни книг. Открытие этого явления – одно из величайших событий в истории науки. Оно вызвало...»

«Утверждаю: Декан ф-та географии и геоэкологии _ 2013 г. Рабочая программа дисциплины Общая экология, 2 курс _ (наименование дисциплины, курс) 022000.62 Экология и природопользование Направление подготовки Геоэкология _ Профиль подготовки Квалификация (степень выпускника) Бакалавр Форма обучения Очная_ Обсуждено на заседании кафедры Составитель: к.г.н., доцент Л.К. Тихомирова к.б.н., доцент Е.С. Пушай 23 октября 2013г. Протокол № 3 Зав. кафедрой Л.П....»

«Лиз Бурбо Твое тело говорит Люби себя! tGloom Лиз Бурбо — Твое тело говорит Люби себя!: София, ИД Гелиос; Москва; 2002 ISBN 5-344-00031-6 Аннотация ЛИЗ БУРБО Автор 13 книг, среди которых бестселлер Слушай свое тело, основательница крупнейшей в Квебеке школы личностного развития, филиалы и деятельность которой распространились по всему франкоязычному миру, Около 500 наименований самых распространенных болезней и недомоганий в алфавитном порядке — что это, очередной популярный медицинский...»

«Болота Западной Сибири  Зарастающая старица Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 07-05-07013. Осоковая кочка на верховом болоте  Болота Западной Сибири Содержание 6 Введение 8 Болотная страна  Васюганское болото 5 Физико-географические факторы болотообразования 0 Зарождение и развитие болотных систем  Ботанико-географическая зональность 9 Основные торфообразователи 5 Современные процессы...»

«БЕЗ БУРЖУЕВ Издательство: Посев. Франкфурт-на-Майне. 1979 (В Самиздате – Бедность народов под псевдонимом Адам Кузнецов)) Игорь Маркович Ефимов родился 8 августа 1937 года в Москве, в семье военного, который в год рождения сына был репрессирован. В 1960 году окончил Ленинградский политехнический институт, по образованию – инженер-турбинщик. Позже окончил Литереатурный институт им. М.Горького. Работал в НИИ по исследованию газовых турбин, преподавал в институте. Начал писать прозу в начале...»

«Э К С П Е Р И М Е Н ТА Л Ь Н Ы Е ЗАДАЧИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКИХ ОЛИМПИАДАХ Москва Издательство МЦНМО 2009 УДК 53 (023) ББК 22.3я721 + 74.262.22 В18 Поддержано Департаментом образования г. Москвы в рамках программы Одарённые дети Варламов С. Д., Зильберман А. Р., Зинковский В. И. В18 Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах.— М.: МЦНМО, 2009. — 184 с. ISBN 978-5-94057-467-5 Открытая вами книга адресована школьным учителям физики и тем ученикам старших классов,...»

«КНИГА ДЛЯ ДРУГА ЭКИПАЖ ЗАПИСКИ ШТУРМАНА-ПОДВОДНИКА СМЫСЛЫ БЫТИЯ ОПЫТ ИЗЛОЖЕНИЯ МИРОВОЗЗРЕНИЯ Санкт-Петербург 2012 год 2 Экипаж. Записки штурмана-подводника. С одной стороны, это книга моряка о море – о судьбе, о семье, об экипаже, – дух подплава и строгая правда о нём. С другой стороны, это именно записки по теории и практике кораблевождения. Среди материалов записок – гироскоп, маятник, отвесная линия, физический смысл которых приводит к открытию сущности гравитации. Вместе с тем, книга...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.