Увсех классических механических волн (в жидкостях, газах и твердых телах) главный параметр, определяющий энергию волны, — это ее амплитуда (точнее, квадрат амплитуды). в случае света амплитуда определяет интенсивность излучения. однако при изучении явления фотоэффекта — выбивания светом электронов из металла — обнаружилось, что энергия выбитых электронов не связана с интенсивностью (амплитудой) излучения, а зависит только от его частоты. даже слабый голубой свет выбивает электроны из металла, а самый мощный желтый прожектор не может выбить из того же металла ни одного электрона. интенсивность определяет, сколько будет выбито электронов, — но только если частота превышает некоторый порог. оказалось, что энергия в электромагнитной волне раздроблена на порции, получившие название квантов. энергия кванта электромагнитного излучения фиксирована и равна e = hν, где h = 4·10–15 эв·с = 6·10–34 дж·с — постоянная планка, еще одна величина, определяющая свойства нашего мира. с отдельным электроном при фотоэффекте взаимодействует отдельный квант, и если его энергии недостаточно, он не может выбить электрон из металла. давний спор о природе света — волны это или поток частиц — разрешился в пользу своеобразного синтеза. одни явления описываются волновыми уравнениями, а другие — представлениями о фотонах, квантах электромагнитного излучения, которые были введены в оборот двумя — максом планком и альбертом эйнштейном. энергию квантов в принято выражать в электрон-вольтах. это внесистемная единица измерения энергии. один электрон-вольт (1 эв) равен энергии, которую приобретает электрон, когда разгоняется электрическим полем напряжением 1 вольт. это небольшая величина, в единицах системы си 1 эв = 1,6·10–19 дж. но в масштабах атомов и молекул электрон-вольт — вполне солидная величина.от энергии квантов напрямую зависит способность излучения производить определенное воздействие на вещество. многие процессы в веществе характеризуются пороговой энергией — если отдельные кванты несут меньшую энергию, то, как бы много их ни было, они не смогут спровоцировать надпороговый процесс. немного забегая вперед, примеры. энергии свч-квантов хватает для возбуждения вращательных уровней основного электронно-колебательного состояния некоторых молекул, например воды. энергии в доли электрон-вольта хватает для возбуждения колебательных уровней основного состояния в атомах и молекулах. этим определяется, например, поглощение инфракрасного излучения в атмосфере. кванты видимого света имеют энергию 2–3 эв — этого достаточно для нарушения связей и провоцирования некоторых реакций, например, тех, что протекают в фотопленке и в сетчатке глаза. ультрафиолетовые кванты могут разрушать более сильные связи, а также ионизировать атомы, отрывая внешние электроны. это делает ультрафиолет опасным для жизни. рентгеновское излучение может вырывать из атомов электроны с внутренних оболочек, а также возбуждать колебания внутри атомных ядер. гамма-излучение способно разрушать атомные ядра, а самые энергичные гамма-кванты даже внедряются в структуру элементарных частиц, таких как протоны и нейтроны.
-это область естествознания, наука, которая изучает наиболее закономерности, определяющие общую структуру и эволюцию материального мира.
является наукой о природе в самом широком понимании этого слова!
3 механические явления: какую работу делает комар, когда пьет кровь из человека? существует мнение, что комар шприцом прокалывает кожу и пьёт кровь…4 это заблуждениеэтот процесс намного сложнее. техника кровососания у комара зависит от целого комплекса его органов. верхней челюстью разрезается кожа. разрезание прекращается, когда жало достигает кровеносного сосуда и уже наступает сосание крови. но в организме человека есть фермент, который при повреждении кровеносного сосуда сразу вызывает свёртывание крови на повреждённом участке. в таком случае сгусток крови заблокировавший рану не дал бы комару пить кровь далее. но бог наделил комара ещё одной способностью. перед кровососанием он вводит в рану свою слюну - специальную жидкость, которая нейтрализует фермент, который вызывает свёртывание крови. именно эта жидкость вызывает у нас зуд от укуса, а иногда и аллергию.5 тепловые явления: почему огурец на 1-2°с холоднее окружающей среды? так как на 98% состоит из воды, а вода испаряется. при испарении с поверхности влаги температура огурца понижается.6 в стихотворении а. с. пушкина «кавказ» есть такие слова: «орёл, сотдалённой поднявшись вершины, парит неподвижно со мной наравне.» объясните, почему орлы, ястребы, коршуны могут держаться на одной высоте, не работая при этом крыльями.7 «парящая» в высоте птица поддерживается восходящими конвекционнымипотоками тёплого воздуха. держится в воздухе на неподвижно распростёртых крыльях, опираясь на эти потоки.8 электричество: почему гальванометр показывает наличие тока, если к нему присоединить стальной и алюминиевый провода, другие концы которых воткнуть в лимон или свежее яблоко? 9 все фрукты содержат фруктовые кислоты , являющиеся электролитаминичего не напоминает? правильно, кислотный аккумулятор. фрукты содержат в себе слабые растворы кислот. если взять лимон или яблоко и воткнуть в него медную проволоку, а на расстоянии от неё кусочек оцинкованного железа, то получится гальванический элемент.10 оптика: биологи обнаружили, что гремучие и другие ямкоголовые змеи легко отыскивают добычу в темноте, несмотря на то, что ночное зрение у них не развито. чем это можно объяснить? 11 ямкоголовые получили свое название от двух терморецепторных ямок наголове, расположенных между ноздрёй и глазом. эти ямки чувствительны к инфракрасному излучению и позволяют змеям распознать свою жертву по разнице температуры жертвы и окружающей среды. эти рецепторы способны воспринимать даже слабые изменения температуры воздуха, около 0,1°с. для змеи, грызуны и птицы имеют значительно более высокую температуру, и змея распознает её даже в кромешной тьме. подобно примитивным глазам, эти ямки позволяют змее выбирать жертву и нападать на неё с большой точностью
-это область естествознания, наука, которая изучает наиболее закономерности, определяющие общую структуру и эволюцию материального мира.
является наукой о природе в самом широком понимании этого слова!
3 механические явления: какую работу делает комар, когда пьет кровь из человека? существует мнение, что комар шприцом прокалывает кожу и пьёт кровь…4 это заблуждениеэтот процесс намного сложнее. техника кровососания у комара зависит от целого комплекса его органов. верхней челюстью разрезается кожа. разрезание прекращается, когда жало достигает кровеносного сосуда и уже наступает сосание крови. но в организме человека есть фермент, который при повреждении кровеносного сосуда сразу вызывает свёртывание крови на повреждённом участке. в таком случае сгусток крови заблокировавший рану не дал бы комару пить кровь далее. но бог наделил комара ещё одной способностью. перед кровососанием он вводит в рану свою слюну - специальную жидкость, которая нейтрализует фермент, который вызывает свёртывание крови. именно эта жидкость вызывает у нас зуд от укуса, а иногда и аллергию.5 тепловые явления: почему огурец на 1-2°с холоднее окружающей среды? так как на 98% состоит из воды, а вода испаряется. при испарении с поверхности влаги температура огурца понижается.6 в стихотворении а. с. пушкина «кавказ» есть такие слова: «орёл, сотдалённой поднявшись вершины, парит неподвижно со мной наравне.» объясните, почему орлы, ястребы, коршуны могут держаться на одной высоте, не работая при этом крыльями.7 «парящая» в высоте птица поддерживается восходящими конвекционнымипотоками тёплого воздуха. держится в воздухе на неподвижно распростёртых крыльях, опираясь на эти потоки.8 электричество: почему гальванометр показывает наличие тока, если к нему присоединить стальной и алюминиевый провода, другие концы которых воткнуть в лимон или свежее яблоко? 9 все фрукты содержат фруктовые кислоты , являющиеся электролитаминичего не напоминает? правильно, кислотный аккумулятор. фрукты содержат в себе слабые растворы кислот. если взять лимон или яблоко и воткнуть в него медную проволоку, а на расстоянии от неё кусочек оцинкованного железа, то получится гальванический элемент.10 оптика: биологи обнаружили, что гремучие и другие ямкоголовые змеи легко отыскивают добычу в темноте, несмотря на то, что ночное зрение у них не развито. чем это можно объяснить? 11 ямкоголовые получили свое название от двух терморецепторных ямок наголове, расположенных между ноздрёй и глазом. эти ямки чувствительны к инфракрасному излучению и позволяют змеям распознать свою жертву по разнице температуры жертвы и окружающей среды. эти рецепторы способны воспринимать даже слабые изменения температуры воздуха, около 0,1°с. для змеи, грызуны и птицы имеют значительно более высокую температуру, и змея распознает её даже в кромешной тьме. подобно примитивным глазам, эти ямки позволяют змее выбирать жертву и нападать на неё с большой точностью