Физические явления, которые происходят с физическими телами. Физические явления
Как правило, школьную науку естествознания о свойствах и строении материи любит мало кто из учеников. И в самом деле - нудное решение задач, сложные формулы, непонятные комбинации специальных знаков и т.д. В целом, сплошная хмурь и тоска. Если вы так считаете, то данный материал - определенно для вас.
В статье мы расскажем самые интересные факты о физике, которые даже равнодушного к ней человека заставят взглянуть на естественную науку по-другому. Вне всяких сомнений, физика - очень полезная и интересная наука, а относящихся к ней интересных фактов о Вселенной - масса.
1. Почему солнце утром и вечером красное? Замечательный пример факта из физических явлений в природе. Вообще-то, свет раскалённого небесного тела - белый. Белому свечению при его спектральном изменении свойственно приобретать для себя все цвета радуги.
По утрам и вечерам солнечные лучи проходят через многочисленные атмосферные слои. Молекулы воздуха и мельчайшие сухие частицы пыли способны задерживать прохождение солнечных лучей, лучше всего пропуская сквозь себя только красные лучи.
2. Почему времени свойственно останавливаться на скорости света? Если верить общей теории относительности, предложенной , абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакуумной среде является неизменной и равняется тремстам миллионам метров в секунду. На самом деле это уникальное явление, учитывая, что ничто в нашей Вселенной не может превышать скорость светового движения, однако это все еще остается теоретическим мнением.
В одной из теорий, автором которой является Эйнштейн, есть интересный раздел, в котором говорится, что чем большую вы набираете скорость движения, тем медленнее начинает двигаться время в сравнении с окружающими предметами. К примеру, если вы будете передвигаться на автомобиле в течение часа, вы постареете чуть меньше, чем если бы просто лежали у себя дома на кровати, просматривая телевизионные программы. Наносекунды навряд ли ощутимо повлияют на вашу жизнь, однако доказанный факт остается фактом.
3. Почему сидящая на электрическом проводе птичка не погибает от разряда тока? Сидящая на линии электропередачи птица не подвергается электрическому удару, потому что ее тело имеет недостаточную проводимость. В местах соприкосновения птицы с проводом создается так называемое параллельное соединение, а т.к. высоковольтный провод лучший проводник тока, по телу самой птицы перемещается лишь минимальной мощности ток, который не в состоянии причинить значительного вреда здоровью птицы.
Но стоит покрытому перьями и пухом позвоночному животному, стоящему на проводе, соприкоснуться с заземленным предметом, например, с металлической частью высоковольтной ЛЭП, она моментально сгорает, ведь сопротивление в таком случае становится слишком большим, а весь электрический ток пронзает тело несчастной птицы.
4. Сколько темной материи во Вселенной? Мы обитаем в материальном мире, и все, что мы можем видеть вокруг, - это материя. У нас есть возможность потрогать ее на ощупь, продать, купить, можно распоряжаться материей на свое усмотрение. Однако во Вселенной существует не только объективная реальность в виде материи, но и темная материя (физики часто про нее говорят «темная лошадка») - это разновидность материи, которой не свойственно излучать электромагнитные волны и взаимодействовать с ними.
По понятным причинам никому не удавалось увидеть или потрогать темную материю. Ученые пришли к выводу, что она присутствует во Вселенной, не единожды наблюдая косвенные доказательства ее существования. Принято считать, что ее доля в составе Вселенной занимает 22%, в то время как привычная для нас материя занимает всего 5%.
5. Существуют ли во Вселенной землеподобные планеты? Несомненно, существуют! Принимая к сведению масштабы Вселенной, вероятность этого оценивается учеными достаточно высоко.
Однако лишь с недавних пор ученые из NASA начали активно открывать такие планеты, находящиеся не далее, чем на расстоянии 50 световых лет от Солнца, названные экзопланетами. Экзопланеты - планеты земного типа, обращающиеся вокруг оси других звезд. На сегодняшний день удалось найти более 3500 планет земного типа, и ученые открывают альтернативные места для существования людей все чаще.
6. Все предметы падают с идентичной скоростью. Некоторым может показаться, что предметы с большим весом падают вниз значительно быстрее, чем легкие, - это вполне логичное предположение. Наверняка хоккейная шайба падает с гораздо большей скоростью, чем птичье перышко. На самом деле это так, однако не по вине всемирного тяготения - основная причина, благодаря которой мы можем наблюдать за этим, заключается в том, что окружающая планету газовая оболочка обеспечивает мощнейшее сопротивление.
Прошло уже 400 лет с момента, когда впервые осознал, что всемирное тяготение относится ко всем предметам одинаково, независимо от их тяжести. Если бы у вас была возможность повторить эксперимент с хоккейной шайбой и птичьим перышком в космосе (где отсутствует атмосферное давление), они с идентичной скоростью упали бы вниз.
7. Как возникает северное сияние на Земле? На протяжении всего своего существования люди наблюдали за одним из природных чудес нашей планеты - северным сиянием, но при этом не могли понять, что же это такое и откуда берется. Древние люди, к примеру, имели свое представление: группа коренных эскимосских народов считала, что это священный свет, который излучался душами почивших людей, а в древних европейских странах предполагали, что это - боевые действия, которые вечно обречены вести погибшие в войнах защитники своего государства.
Первые ученые подошли к разгадке загадочного явления несколько ближе - они выдвинули на всемирное обсуждение теорию, что свечение возникает в результате отражения световых лучей от ледяных глыб. Современные исследователи полагают, что разноцветный свет спровоцирован столкновением многомиллионных атомов и частиц пыли из нашей атмосферной оболочки. Тот факт, что явление широко распространено в основном на полюсах, находит объяснение в том, что в этих районах мощность магнитного поля Земли особенно сильная.
8. Засасывающие вглубь зыбучие пески. Сила вытаскивания увязшей ноги из песков, перенасыщенных воздухом и влагой восходящих источников, со скоростью 0,1 м/с равняется силе поднятия среднестатистического легкового автомобиля. Примечательный факт: зыбучие пески относятся к неньютоновской жидкости, которая не в состоянии поглотить тело человека в полном объеме.
Поэтому погрязнувшие в зыбучих песках люди погибают от истощения или обезвоживания организма, чрезмерного ультрафиолетового облучения или по другим причинам. Не дай Бог, вы попали в такую ситуацию, стоит помнить, что категорически запрещено делать резкие движения. Постарайтесь как можно выше опрокинуть туловище назад, широко раскинуть руки и ждать спасательную бригаду на помощь.
9. Почему единица измерения крепости спиртных напитков и температуры называется одинаково - градус? В XVII-XVIII веках действовал общепринятый научный принцип о теплороде - так называемой невесомой материи, которая находилась в физических телах и являлась причиной тепловых явлений.
Согласно этому принципу, в более нагретых физических телах содержится в разы больше концентрированного теплорода, чем в менее нагретых, поэтому крепость спиртных напитков определялась как температура смеси вещества и теплорода.
10. Почему капля дождя не убивает комара? Физикам удалось выяснить, как комарам удается летать в дождливую погоду и почему капли дождя не убивают кровопийц. Размер насекомых совпадает с размером капли дождя, только вот одна капелька весит в 50 раз больше комара. Удар капли можно приравнять к врезавшемуся в тело человека легковому автомобилю или даже автобусу.
Несмотря на это, дождь не тревожит насекомых. Возникает вопрос - почему? Скорость полета капли дождя - около 9 метров в секунду. Когда насекомое попадает внутрь оболочки капли, на нее действует огромнейшее давление. К примеру, если бы человек подвергся такому давлению, его организм бы не выдержал, однако комар способен благополучно выдерживать подобные нагрузки благодаря специфическому строению скелета. А чтобы продолжить полет в заданном направлении, комару достаточно просто отряхнуть свои волоски от капли дождя.
Ученые говорят, что объема капли вполне хватит для того, чтобы убить комара, если тот находится на земле. А связывают отсутствие последствий после попадания капли дождя на комара с тем, что связанное с каплей движение позволяет свести к минимуму передачу энергии к насекомому.
В этой науке существует еще неограниченное количество фактов. И если бы известные на сегодняшний день ученые не увлекались физикой, не знать нам всего того интересного, что происходит вокруг нас. Достижения известных физиков позволили нам понять важность обоснования законов-запретов, законов-утверждений и абсолютных законов для жизнедеятельности человечества.
Об окружающем мире. Кроме обычного любопытства, это было вызвано практическими нуждами. Ведь, например, если знаешь, как поднять
и переместить тяжелые камни, то сможешь возвести прочные стены и построить дом, жить в котором удобнее, чем в пещере или землянке. А если научишься выплавлять металлы из руд и изготавливать плуги, косы, топоры, оружие и т. п., сможешь лучше вспахать поле и получить более высокий урожай, а в случае опасности суме ешь защитить свою землю.
В древности существовала только одна наука - она объединяла все знания о природе, которые накопило к тому времени человечество. В наши дни эта наука называется естествознанием.
Узнаём о физической науке
Еще одним примером электромагнитного поля является свет. С некоторыми свойствами света вы познакомитесь при изучении раздела 3.
3. Вспоминаем о физических явлениях
Материя вокруг нас постоянно изменяется. Некоторые тела перемещаются относительно друг друга, часть из них сталкиваются и, возможно, разрушаются, из одних тел образуются другие... Перечень таких изменений можно продолжать и продолжать - недаром еще в глубокой древности философ Гераклит заметил: «Все течет, все меняется». Изменения в окружающем нас мире, то есть в природе, ученые называют специальным термином - явления.
Рис. 1.5 . Примеры природных явлений
Рис. 1.6. Сложное природное явление - грозу можно представить как совокупность целого ряда физических явлений
Восход и закат Солнца, сход снежной лавины, извержение вулкана, бег лошади, прыжок пантеры - все это примеры природных явлений (рис. 1.5).
Чтобы лучше понять сложные природные явления , ученые разделяют их на совокупность физических явлений - явлений, которые можно описать с помощью физических законов.
На рис. 1.6 показана совокупность физических явлений, образующих сложное природное явление - грозу. Так, молния - огромный электрический разряд - представляет собой электромагнитное явление. Если молния попадет в дерево, то оно вспыхнет и начнет выделять тепло - физики в таком случае говорят о тепловом явлении. Грохот грома и потрескивание пылающего дерева - звуковые явления.
Примеры некоторых физических явлений приведены в таблице. Взгляните, например, на первую строку таблицы. Что может быть общего между полетом ракеты, падением камня и вращением целой планеты? Ответ прост. Все приведенные в этой строке примеры явлений описываются одними и теми же законами - законами механического движения. С помощью этих законов можно вычислить координаты любого движущегося тела (будь то камень, ракета или планета) в любой интересующий нас момент времени.
Рис. 1.7 Примеры электромагнитных явлений
Каждый из вас, снимая свитер или расчесывая волосы пластмассовым гребнем, наверняка обращал внимание на появляющиеся при этом крохотные искры. И эти искры, и могучий разряд молнии относятся к одним и тем же электромагнитным явлениям и, соответственно, подчиняются одним и тем же законам. Поэтому для изучения электромагнитных явлений не стоит дожидаться грозы. Достаточно изучить, как ведут себя безопасные искорки, чтобы понять, чего следует ждать от молнии и как избежать возможной опасности. Впервые такие исследования провел американский ученый Б. Франклин (1706-1790), который изобрел эффективное средство защиты от грозового разряда - молниеотвод.
Изучив физические явления по отдельности, ученые устанавливают их взаимосвязь. Так, разряд молнии (электромагнитное явление) обязательно сопровождается значительным повышением температуры в канале молнии (тепловое явление). Исследование этих явлений в их взаимосвязи позволило не только лучше понять природное явление - грозу, но и найти путь практического применения электромагнитных и тепловых явлений. Наверняка каждый из вас, проходя мимо строительной площадки, видел рабочих в защитных масках и ослепительные вспышки электросварки. Электросварка (способ соединения металлических деталей с помощью электрического разряда) - это и есть пример практического использования научных исследований.
4. Определяем, что же изучает физика
Теперь, когда вы узнали, что собой представляют материя и физические явления, пришла пора определить, что же является предметом изучения физики. Эта наука изучает: структуру и свойства материи; физические явления и их взаимосвязь.
- подводим итоги
Окружающий нас мир состоит из материи. Существует два вида материи: вещество, из которого состоят все физические тела, и поле.
В мире, который нас окружает, постоянно происходят изменения. Эти изменения называются явлениями. Тепловые, световые, механические, звуковые, электромагнитные явления - все это примеры физических явлений.
Предмет изучения физики - структура и свойства материи, физические явления и их взаимосвязь.
- Контрольные вопросы
Что изучает физика? Приведите примеры физических явлений. Можно ли считать физическими явлениями события, которые происходят во сне или в воображении? 4. Из каких веществ состоят следующие тела: учебник, карандаш, футбольный мяч, стакан, автомобиль? Какие физические тела могут состоять из стекла, металла, дерева, пластмассы?
Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. - X.: Издательство «Ранок», 2007. - 192 с.: ил.
Содержание урока конспект урока и опорный каркас презентация урока интерактивные технологии акселеративные методы обучения Практика тесты, тестирование онлайн задачи и упражнения домашние задания практикумы и тренинги вопросы для дискуссий в классе Иллюстрации видео- и аудиоматериалы фотографии, картинки графики, таблицы, схемы комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты ДополненияНас окружает бесконечно разнообразный мир веществ и явлений.
В нем непрерывно происходят изменения.
Любые изменения, которые происходят с телами, называют явлениями. Рождение звезд, смена дня и ночи, таяние льда, набухание почек на деревьях, сверкание молнии при грозе и так далее – все это явления природы.
Физические явления
Вспомним, что тела состоят из веществ. Заметим, что при одних явлениях вещества тел не меняются, а при других – меняются. Например, если разорвать листок бумаги пополам, то, несмотря на произошедшие изменения, бумага останется бумагой. Если же бумагу сжечь, то она превратится в пепел и дым.
Явления, при которых могут изменяться размеры, форма тел, состояние веществ, но вещества остаются прежними, не превращаются в другие, называют физическими явлениями (испарение воды, свечение электрической лампочки, звучание струн музыкального инструмента и т. д.).
Физические явления чрезвычайно разнообразны. Среди них различают механические, тепловые, электрические, световые и др.
Давайте вспомним, как плывут по небу облака, летит самолет, едет автомобиль, падает яблоко, катится тележка и т. д. Во всех перечисленных явлениях предметы (тела) движутся. Явления, связанные с изменением положения какого-либо тела по отношению к другим телам, называют механическими (в переводе с греческого «механе» означает машина, орудие).
Многие явления вызываются сменой тепла и холода. При этом происходят изменения свойств самих тел. Они меняют форму, размеры, изменяется состояние этих тел. Например, при нагревании лед превращается в воду, вода – в пар; при понижении температуры пар превращается в воду, вода – в лед. Явления, связанные с нагреванием и охлаждением тел, называют тепловыми (рис. 35).
Рис. 35. Физическое явление: переход вещества из одного состояния в другое. Если заморозить капли воды, вновь возникнет лед
Рассмотрим электрические явления. Слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон» – янтарь. Вспомните, что, когда вы быстро снимаете с себя шерстяной свитер, вы слышите легкий треск. Проделав то же в полной темноте, вы увидите еще и искры. Это простейшее электрическое явление.
Чтобы познакомиться еще с одним электрическим явлением, проделайте следующий опыт.
Нарвите маленькие кусочки бумаги, положите их на поверхность стола. Расчешите чистые и сухие волосы пластмассовой расческой и поднесите ее к бумажкам. Что произошло?
Рис. 36. Небольшие кусочки бумаги притягиваются к расческе
Тела, которые способны после натирания притягивать легкие предметы, называют наэлектризованными (рис. 36). Молнии при грозе, полярные сияния, электризация бумаги и синтетических тканей – все это электрические явления. Работа телефона, радио, телевизора, разнообразных бытовых приборов – это примеры использования человеком электрических явлений.
Явления, которые связаны со светом, называют световыми. Свет излучают Солнце, звезды, лампы и некоторые живые существа, например жуки-светлячки. Такие тела называются светящимися.
Мы видим при условии воздействия света на сетчатку глаза. В абсолютной темноте мы видеть не можем. Предметы, которые сами не излучают свет (например, деревья, трава, страницы этой книги и др.), видны только тогда, когда они получают свет от какого-нибудь светящегося тела и отражают его от своей поверхности.
Луна, о которой мы часто говорим как о ночном светиле, в действительности является лишь своеобразным отражателем солнечного света.
Изучая физические явления природы, человек научился использовать их в повседневной жизни, быту.
1. Что называют явлениями природы?
2. Прочитайте текст. Перечислите, какие явления природы называются в нем: «Наступила весна. Солнце греет все сильнее. Тает снег, бегут ручьи. На деревьях набухли почки, прилетели грачи».
3. Какие явления называют физическими?
4. Из перечисленных ниже физических явлений в первый столбик выпишите механические явления; во второй – тепловые; в третий – электрические; в четвертый – световые явления.
Физические явления: вспышка молнии; таяние снега; спуск с горы на санках; плавление металлов; работа электрического звонка; радуга на небе; солнечный зайчик; перемещение камней, песка водой; кипение воды.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Билет №1
1. Что изучает физика. Некоторые физические термины. Наблюдения и опыты. Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений.
Физика - это наука о наиболее общих свойствах тел и явлений.
Каким образом человек познает мир? Каким образом он исследует явления природы, получая научные знания о нем?
Самые первые знания человек получает из наблюдений за природой.
Чтобы получить правильные знания порой простого наблюдения мало и нужно провести эксперимент– специально подготовленный опыт .
Опыты проводятся ученым по заранее продуманному плану с определенной целью .
Во время опытов проводятся измерения с помощью специальных приборов физических величин. Примерами физических величин являются: расстояние, объем, скорость, температура.
Итак, источником физических знаний являются наблюдения и опыты.
Физические законы основываются и проверяются на фактах, установленных опытным путем. Не менее важный способ познания – теоретическое описание явления . Физические теории позволяют объяснить известные явления и предсказать новые, еще не открытые.
Изменения, происходящие с телами, называются физическими явлениями.
Физические явления делятся на несколько видов.
Виды физических явлений:
1. Механические явления (например, движение машин, самолетов, небесных тел, течение жидкости).
2. Электрические явления (например, электрический ток, нагревание проводников с током, электризация тел).
3. Магнитные явления (например, действие магнитов на железо, влияние магнитного поля Земли на стрелку компаса).
4. Оптические явления (например, отражение света от зеркал, излучение световых лучей от различных источников света).
5. Тепловые явления (таяние льда, кипение воды, тепловое расширение тел).
6. Атомные явления (например, работа атомных реакторов, распад ядер, процессы, происходящие внутри звезд).
7. Звуковые явления (звон колокола, музыка, гром, шум).
Физические термины – это специальные слова, которыми пользуются в физике для краткости, определенности и удобства.
Физическое тело – это каждый окружающий нас предмет. (Показ физических тел: ручка, книга, парта)
Вещество - это всё то, из чего состоят физические тела. (Показ физических тел, состоящих из разных веществ)
Материя – это всё то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания (небесные тела, растения, животные и др.)
Физические явления – это изменения, происходящие с физическими телами.
Физические величины - это измеряемые свойства тел или явлений.
Физические приборы – это специальные устройства, которые предназначены для измерения физических величин и проведения опытов.
Физические величины:
высота h , масса m, путь s, скорость v , время t, температура t, объём V и т.д.
Единицы измерения физических величин:
Международная система единиц СИ:
(система интернациональная)
Основные:
Длина - 1 м - (метр)
Время - 1 с - (секунда)
Масса - 1 кг - (килограмм)
Производные:
Объем - 1 м³ - (метр кубический)
Скорость - 1 м/с - (метр в секунду)
В этом выражении:
число 10 - числовое значение времени,
буква «с» - сокращенное обозначение единицы времени (секунды),
а сочетание 10 с - значение времени.
Приставки к названиям единиц:
Чтобы было удобнее измерять физические величины, кроме основных единиц используют кратные единицы, которые в 10, 100, 1000 и т.д. больше основных
г - гекто (×100) к – кило (× 1000) М – мега (× 1000 000)
1 км (километр) 1 кг (килограмм)
1 км = 1000 м = 10³ м 1 кг = 1000 г = 10³ г
Человек живет в мире природы. Ты сам и все, что тебя окружает, - воздух, деревья, река, солнце - это различные объекты природы
. С объектами природы постоянно происходят изменения, которые называются природными явлениями
.
С древних времен люди пытались понять: как и почему происходят различные явления? Как летают птицы и почему они не падают? Как может дерево плыть по воде и почему оно не тонет? Некоторые природные явления - гром и молния, солнечное и лунное затмения - пугали людей, пока ученые не выяснили, как и почему они возникают.
Наблюдая и изучая явления, происходящие в природе, люди нашли им применение в своей жизни. Наблюдая за полетом птиц (рис. 1), люди сконструировали самолет (рис. 2).
 |  |
| Рис. 1 | Рис. 2 |
Наблюдая за плавающим деревом, человек научился строить корабли, покорил моря и океаны. Изучив способ передвижения медузы (рис. 3), ученые придумали ракетный двигатель (рис. 4). Наблюдая за молнией, ученые открыли электричество, без которого сегодня люди не могут жить и работать. Всевозможные бытовые электрические устройства (осветительные лампы, телевизоры, пылесосы) окружают нас повсюду. Различные электрические инструменты (электродрель, электропила, швейная машинка) используются в школьных мастерских и на производстве.
Ученые разделили все физические явления на группы (рис. 6):
 |
| Рис. 6 |
Механические явления
- это явления, происходящие с физическими телами при их движении относительно друг друга (обращение Земли вокруг Солнца, движение автомобилей, качание маятника).
Электрические явления
- это явления, возникающие при появлении, существовании, движении и взаимодействии электрических зарядов (электрический ток, молния).
Магнитные явления
- это явления, связанные с возникновением у физических тел магнитных свойств (притяжение магнитом железных предметов, поворот стрелки компаса на север).
Оптические явления
- это явления, возникающие при распространении, преломлении и отражении света (отражение света от зеркала, миражи, появление тени).
Тепловые явления
- это явления, связанные с нагреванием и охлаждением физических тел (кипение чайника, образование тумана, превращение воды в лед).
Атомные явления
- это явления, возникающие при изменении внутреннего строения вещества физических тел (свечение Солнца и звезд, атомный взрыв).
Наблюдай и объясняй.
1. Приведи пример природного явления. 2. К какой группе физических явлений оно относится? Почему? 3. Назови физические тела, которые участвовали в физических явлениях.
