Явления природы. Примеры объяснимых и необъяснимых явлений

Вперед >>>

Нас 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

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.

1. Диффузия . С этим явлением на кухне мы сталкиваемся постоянно. Его название образовано от латинского diffusio — взаимодействие, рассеивание, распространение. Это процесс взаимного проникновения молекул или атомов двух граничащих веществ. Скорость диффузии пропорциональна площади поперечного сечения тела (объему), и разности концентраций, температур смешиваемых веществ. Если есть разница температуры, то она задает направление распространения (градиент) — от горячего к холодному. В итоге происходит самопроизвольное выравнивание концентраций молекул или атомов.

Это явление на кухне можно наблюдать при распространении запахов. Благодаря диффузии газов, сидя в другой комнате, можно понять, что готовится. Как известно, природный газ не имеет запаха, и к нему примешивают добавку, чтобы легче было обнаружить утечку бытового газа. Резкий неприятный запах добавляет одорант, например, этилмеркаптан. Если с первого раза конфорка не загорелась, то мы можем чувствовать специфический запах, который с детства мы знаем, как запах бытового газа.

А если бросить в кипяток крупинки чая или заварной пакетик и не размешивать, то можно увидеть, как распространяется чайный настой в объеме чистой воды. Это диффузия жидкостей. Примером диффузии в твердом теле может быть засолка помидор, огурцов, грибов или капусты. Кристаллы соли в воде распадаются на ионы Na и Cl, которые, хаотически двигаясь, проникают между молекулами веществ в составе овощей или грибов.

2. Смена агрегатного состояния. Мало кто из нас замечал, что в оставленном стакане с водой через несколько дней испаряется такая же часть воды при комнатной температуре, как и при кипячении в течение 1−2 минут. А замораживая продукты или воду для кубиков льда в холодильнике, мы не задумываемся, как это происходит. Между тем, эти самые обыденные и частые кухонные явления легко объясняются. Жидкость обладает промежуточным состоянием между твердыми веществами и газами. При температурах, отличных от кипения или замерзания, силы притяжения между молекулами в жидкости не так сильны или слабы, как в твердых веществах и в газах. Поэтому, например, только получая энергию (от солнечных лучей, молекул воздуха комнатной температуры) молекулы жидкости с открытой поверхности постепенно переходят в газовую фазу, создавая над поверхностью жидкости давление пара. Скорость испарения растет при увеличении площади поверхности жидкости, повышении температуры, уменьшении внешнего давления. Если температуру повышать, то давление пара этой жидкости достигает внешнего давления. Температуру, при которой это происходит, называют температурой кипения. Температура кипения снижается при уменьшении внешнего давления. Поэтому в горной местности вода закипает быстрее.

И наоборот, молекулы воды при понижении температуры теряют кинетическую энергию до уровня сил притяжения между собой. Они уже не двигаются хаотично, что позволяет образоваться кристаллической решетке как у твердых тел. Температура 0 °C, при которой это происходит, называется температурой замерзания воды. При заморозке вода расширяется. Многие могли познакомиться с таким явлением, когда помещали пластиковую бутылку с напитком в морозилку для быстрого охлаждения и забывали об этом, а после бутылку распирало. При охлаждении до температуры 4 °C сначала наблюдается увеличение плотности воды, при которой достигается ее максимальная плотность и минимальный объем. Затем при температуре от 4 до 0 °C происходит перестройка связей в молекуле воды, и ее структура становится менее плотной. При температуре 0 °C жидкая фаза воды меняется на твердую. После полного замерзания воды и превращения в лед ее объем вырастает на 8,4%, что и приводит к распиранию пластиковой бутылки. Содержание жидкости во многих продуктах мало, поэтому они при заморозке не так заметно увеличиваются в объеме.

3. Абсорбция и адсорбция. Эти два почти неразделимых явления, получивших название от латинского sorbeo (поглощать), наблюдаются, например, при нагревании воды в чайнике или кастрюле. Газ, не действующий химически на жидкость, может, тем не менее, поглощаться ею при соприкосновении с ней. Такое явление называется абсорбцией. При поглощении газов твердыми мелкозернистыми или пористыми телами большая их часть плотно скапливается и удерживается на поверхности пор или зерен и не распределяется по всему объему. В этом случае процесс называют адсорбцией. Эти явления можно наблюдать при кипячении воды — со стенок кастрюли или чайника при нагревании отделяются пузырьки. Воздух, выделяемый из воды, содержит 63% азота и 36% кислорода. А в целом атмосферный воздух содержит 78% азота и 21% кислорода.

Поваренная соль в незакрытой емкости может стать влажной из-за своих гигроскопических свойств — поглощения из воздуха водяного пара. А сода выступает в качестве адсорбента, когда ее ставят в холодильник для удаления запаха.

4. Проявление закона Архимеда. Приготовившись сварить курицу, мы наполняем кастрюлю водой примерно наполовину или на ¾ в зависимости от размера курицы. Погружая тушку в кастрюлю с водой, мы замечаем, что вес курицы в воде заметно уменьшается, а вода поднимается к краям кастрюли.

Это явление объясняется выталкивающей силой или законом Архимеда. В этом случае на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела. Эта сила называется силой Архимеда, как и сам закон, объясняющий это явление.

5. Поверхностное натяжение. Многие помнят опыты с пленками жидкостей, которые показывали на уроках физики в школе. Небольшую проволочную рамку с одной подвижной стороной опускали в мыльную воду, а затем вытаскивали. Силы поверхностного натяжения в образовавшейся по периметру пленке поднимали нижнюю подвижную часть рамки. Чтобы сохранить ее неподвижной, к ней подвешивали грузик при повторном проведении опыта. Это явление можно наблюдать в дуршлаге — после использования в дырочках дна этой кухонной посуды остается вода. Такое же явление можно наблюдать после мойки вилок — на внутренней поверхности между некоторыми зубьями также есть полоски воды.

Физика жидкостей объясняет это явление так: молекулы жидкости настолько близки друг к другу, что силы притяжения между ними создают поверхностное натяжение в плоскости свободной поверхности. Если сила притяжения молекул воды пленки жидкости слабее силы притяжения к поверхности дуршлага, то водная пленка разрывается. Также силы поверхностного натяжения заметны, когда мы будем сыпать в кастрюлю с водой крупу или горох, бобы, или добавлять круглые крупинки перца. Некоторые зерна останутся на поверхности воды, тогда как большинство под весом остальных опустятся на дно. Если кончиком пальца или ложкой слегка надавить на плавающие крупинки, то они преодолеют силу поверхностного натяжения воды и опустятся на дно.

6. Смачивание и растекание. На кухонной плите с жировой пленкой пролитая жидкость может образовать маленькие пятна, а на столе — одну лужицу. Все дело в том, что молекулы жидкости в первом случае сильнее притягиваются друг к другу, чем к поверхности плиты, где есть несмачиваемая водой жировая пленка, а на чистом столе притяжение молекул воды к молекулам поверхности стола выше, чем притяжение молекул воды между собой. В результате лужица растекается.

Это явление также относится к физике жидкостей и связано с поверхностным натяжением. Как известно, мыльный пузырь или капли жидкости имеют шарообразную форму из-за сил поверхностного натяжения. В капле молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильней, чем к молекулам газа, и стремятся внутрь капли жидкости, уменьшая площадь ее поверхности. Но, если есть твердая смачиваемая поверхность, то часть капли при соприкосновении растягивается по ней, потому что молекулы твердого тела притягивают молекулы жидкости, и эта сила превосходит силу притяжения между молекулами жидкости. Степень смачивания и растекание по твердой поверхности будет зависеть от того, какая сила больше — сила притяжения молекул жидкости и молекул твердого тела между собой или сила притяжения молекул внутри жидкости.

Это физическое явление с 1938 года широко стали использовать в промышленности, в производстве бытовых товаров, когда в лаборатории компании DuPont был синтезирован материал Teflon (политетрафлуороэтилен). Его свойства используются не только в изготовлении посуды с антипригарным покрытием, но и в производстве непромокаемых, водоотталкивающих тканей и покрытий для одежды и обуви. Teflon отмечен в «Книге рекордов Гинесса» как самая скользкая субстанция в мире. Он имеет очень низкие поверхностное натяжение и адгезию (прилипание), не смачивается ни водой, ни жирами, ни многими органическими растворителями.

7. Теплопроводность. Одно из самых частых явлений на кухне, которое мы можем наблюдать — это нагрев чайника или воды в кастрюле. Теплопроводность — это передача теплоты через движение частиц, когда есть разница (градиент) температуры. Среди видов теплопроводности есть и конвекция. В случае одинаковых веществ, у жидкостей теплопроводность меньше, чем у твердых тел, и больше по сравнению с газами. Теплопроводность газов и металлов возрастает с повышением температуры, а жидкостей — уменьшается. С конвекцией мы сталкиваемся постоянно, помешиваем ли мы ложкой суп или чай, или открываем окно, или включаем вентиляцию для проветривания кухни. Конвекция — от латинского convectiō (перенесение) — вид теплообмена, когда внутренняя энергия газа или жидкости передается струями и потоками. Различают естественную конвекцию и принудительную. В первом случае слои жидкости или воздуха сами перемешиваются при нагревании или остывании. А во втором случае — происходит механическое перемешивание жидкости или газа — ложкой, вентилятором или иным способом.

8. Электромагнитное излучение. Микроволновку иногда называют сверхвысокочастотной печью, или СВЧ-печью. Основной элемент каждой микроволновки — магнетрон, который преобразует электрическую энергию в сверхвысокочастотное электромагнитное излучение частотой до 2,45 гигагерц (ГГц). Излучение разогревает еду, взаимодействуя с ее молекулами. В продуктах есть дипольные молекулы, содержащие на противоположных своих частях положительные электрические и отрицательные заряды. Это молекулы жиров, сахара, но больше всего дипольных молекул в воде, которая содержится почти в любом продукте. СВЧ-поле, постоянно меняя свое направление, заставляет с высокой частотой колебаться молекулы, которые выстраиваются вдоль силовых линий так, что все положительные заряженные части молекул «смотрят», то в одну, то в другую сторону. Возникает молекулярное трение, выделяется энергия, что и нагревает пищу.

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

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

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

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 Дополнения