- •Физика 7-9
- •Физика и физические методы изучения природы
- •Физика – наука о природе
- •Наблюдение и описание физических явлений
- •Физический эксперимент
- •*Моделирование явлений и объектов природы
- •Измерение физических величин. Погрешности измерений
- •Средние величины
- •Международная система единиц
- •Физические законы
- •Роль физики в формировании научной картины мира
- •Механические явления
- •Механическое движение
- •*Система отсчета и относительность движения
- •Равномерное движение
- •Скорость
- •Ускорение
- •Путь при равноускоренном движении
- •Движение по окружности
- •Инерция
- •Взаимодействие тел
- •Плотность
- •Сложение сил
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •Импульс
- •Закон сохранения импульса
- •*Реактивное движение
- •Сила упругости. Закон Гука
- •Сила трения
- •Сила тяжести
- •Свободное падение
- •*Вес тела. Перегрузка
- •*Невесомость
- •*Центр тяжести тела
- •Закон всемирного тяготения
- •*Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира
- •Мощность
- •Кинетическая энергия
- •Потенциальная энергия взаимодействующих тел
- •Закон сохранения механической энергии
- •*Условия равновесия тел
- •Простые механизмы
- •Давление
- •Атмосферное давление
- •Закон Паскаля
- •*Гидравлические машины
- •Закон Архимеда
- •*Условие плавания тел
- •Механические колебания
- •*Период, частота, амплитуда колебаний
- •Механические волны
- •*Длина волны
- •*Громкость звука и высота тона
- •Тепловые явления
- •Строение вещества
- •Тепловое движение атомов и молекул
- •Броуновское движение
- •Диффузия
- •Взаимодействие частиц вещества
- •Модели строения газов, жидкостей и твердых тел
- •Тепловое равновесие
- •Температура
- •Тепловое расширение
- •Связь температуры со скоростью хаотического движения частиц
- •Внутренняя энергия
- •Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии тела
- •Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение
- •Количество теплоты
- •Удельная теплоемкость
- •Закон сохранения энергии в тепловых процессах
- •Испарение и конденсация
- •Кипение
- •*Зависимость температуры кипения от давления
- •Влажность воздуха
- •Плавление и кристаллизация
- •*Удельная теплота плавления
- •*Удельная теплота парообразования
- •*Удельная теплота сгорания
- •Преобразование энергии в тепловых процессах
- •*Паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель
- •*Кпд тепловой машины
- •*Экологические проблемы использования тепловых машин
- •Электромагнитные явления
- •Электризация тел
- •Два вида электрических зарядов
- •Взаимодействие зарядов
- •Закон сохранения электрического заряда
- •Электрическое поле
- •Действие электрического поля на электрические заряды
- •*Проводники, диэлектрики и полупроводники
- •Конденсатор
- •Энергия электрического поля конденсатора
- •Постоянный электрический ток
- •*Источники постоянного тока
- •Сила тока
- •Напряжение
- •Электрическое сопротивление
- •*Носители электрических зарядов в металлах, полупроводниках, электролитах и газах
- •*Полупроводниковые приборы
- •Закон Ома для участка электрической цепи
- •*Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Работа и мощность электрического тока
- •Закон Джоуля-Ленца
- •Опыт Эрстеда
- •Магнитное поле тока
- •Электромагнит
- •Взаимодействие магнитов
- •*Магнитное поле Земли
- •Действие магнитного поля на проводник с током
- •*Электродвигатель
- •Электромагнитная индукция
- •Опыты Фарадея
- •*Электрогенератор
- •Переменный ток
- •*Трансформатор
- •*Передача электрической энергии на расстояние
- •Колебательный контур
- •Электромагнитные колебания
- •Электромагнитные волны
- •Принципы радиосвязи и телевидения
- •Элементы геометрической оптики
- •Закон прямолинейного распространения света
- •Отражение и преломление света
- •Закон отражения света
- •Плоское зеркало
- •Закон преломления света
- •Дисперсия
- •Фокусное расстояние линзы. Построение изображений
- •Глаз как оптическая система
- •Оптические приборы
- •*Свет – электромагнитная волна
- •Дисперсия света
- •*Влияние электромагнитных излучений на живые организмы
- •Квантовые явления
- •Радиоактивность
- •Альфа-, бета- и гамма-излучения
- •Что такое «горячие частицы»?
- •*Период полураспада
- •Опыты Резерфорда
- •Планетарная модель атома
- •*Оптические спектры
- •*Поглощение и испускание света атомами
- •Состав атомного ядра
- •*Энергия связи атомных ядер
- •Ядерные реакции
- •*Источники энергии Солнца и звезд
- •*Ядерная энергетика
- •*Дозиметрия
- •*Влияние радиоактивных излучений на живые организмы
- •Чем отличается внутреннее и внешнее облучение?
- •*Экологические проблемы работы атомных электростанций
- •Оглавление
- •Физика 7-9
- •117312, Москва, ул. Вавилова, 41
- •443100, Самара, а/я 7097
- •443029, Г. Самара, ул. Бр. Коростелевых, 47, тел. 244-48-22
Физический эксперимент
Физические эксперименты ставятся для того, чтобы получить новую информацию о природных явлениях или проверить правильность гипотезы или теории. Без убедительных доказательств, которые получаются в результате эксперимента, доказать правильность физических утверждений невозможно. Например, если бы при выполнении задания 1.2 кто-то из вас стал утверждать, что эти растворы совершенно одинаковые и концентрация молекул примеси не увеличивается, невозможно доказать словами, что в одном из стаканов примеси больше, чем в других.
Какой физический эксперимент мог бы убедительно подтвердить различное количество примеси в разных стаканах?
*Моделирование явлений и объектов природы
Для изучения сложных явлений природы ученые придумывают и строят упрощенные или уменьшенные модели. Например, парниковый эффект был назван так потому, что люди давно научились использовать его в парниках: маленьких домиках из стекла, внутри которых значительно теплее, чем снаружи.
Почему такие домики были названы именно парниками? Как называются такие домики по-английски? Какое название кажется вам более точным?
Если воздух в парнике будет совершенно сухим, будет ли внутри теплее, чем снаружи?
Конечно, маленький стеклянный домик отличается от огромной планеты. Например, ¾ площади земного шара занимает океан, а в парнике водоемов вообще нет. Как можно сделать нашу модель более точной?
Какие еще уточнения можно внести в нашу модель, чтобы с ее помощью можно было изучать поведение атмосферы Земли?
Попробуйте придумать и сделать модели, позволяющие продемонстрировать перечисленные ниже явления, происходящие в природе в огромных масштабах. Снимите небольшой видеофильм, наглядно показывающий успешную работу созданной модели.
В результате таяния высокогорных или континентальных ледников часть воды просачивается под ледник, к твердому основанию, и образует водяную «смазку». Скорость сползания ледника увеличивается во много раз. Количество айсбергов, откалывающихся от ледника и тающих в океане, также увеличивается.
В результате изменения климата в некоторых местах увеличивается количество осадков. В результате с гор сходят селевые потоки даже там, где их никогда раньше не было. Эти селевые потоки несут миллионы тонн камней и грязи и хоронят под собой целые деревни.
Гольфстрим образуется в тропиках, где соленая океанская вода нагревается солнечным светом, и приносит тепло к берегам Европы. Остывшая вода опускается вниз и возвращается обратно в тропики. Из-за глобального потепления ледниковый щит Гренландии ускоренно тает и добавляет в Гольфстрим пресную воду. В результате сила и скорость Гольфстрима уменьшаются, что грозит похолоданием и уменьшением количества осадков в Европе.
Измерение физических величин. Погрешности измерений
Перед вами график изменения средней температуры в Северном полушарии Земли до 1800 г. н.э.
Можно ли утверждать, что температура повышается, понижается или остается постоянной?
Рассмотрите график изменения температуры за более долгий срок (Рис. 9 на третьей странице обложки). Что можно сказать об изменениях температуры?
Чем принципиально отличаются изменения температуры до XIX века (когда промышленности практически не было) и после?
Правы ли те, кто утверждает, что «температура менялась всегда, и сейчас ее изменения тоже вызваны только природными факторами»?
Все высокогорные ледники значительно уменьшаются летом и увеличиваются зимой.
Как можно достоверно зафиксировать изменение их размеров за несколько лет или за несколько десятков лет?
Почему спутниковые фотографии, приведенные на рисунках 13,17,20 обложки, сделаны именно в начале осени?
Можно ли доказать наличие разного количества примеси в воде из задания 1.2 с помощью ареометра? Как сделать ареометр более точным, чтобы он мог показать такое различие?
Средние величины
Колебание температуры в Самаре за год составляет около 70°С: от –35°С (наиболее холодными зимними ночами) до +35°С (наиболее жаркими летними днями).
Можно ли на основании этих измерений утверждать, что среднегодовая температура в Самаре равна нулю?
Если измерения показывают, что этот диапазон остается постоянным много лет подряд, значит ли это, что средняя температура не меняется?
Как нужно проводить измерения, чтобы узнать среднегодовую температуру в Самаре?
Международная система единиц
Как понять фразу «концентрация углекислого газа в атмосфере за последние 150 лет увеличилась с 280 ppm до 350 ppm»?
Над одним квадратным метром земной поверхности находится 10000 кг воздуха, содержащего примерно 1800 кг кислорода и 6,4 кг углекислого газа. Сто лет назад над одним квадратным метром земной поверхности было приблизительно 5 кг углекислого газа.
Во сколько раз кислорода в атмосфере больше, чем углекислого газа?
Сколько фунтов воздуха находится над одним квадратным футом земной поверхности, сколько фунтов кислорода и углекислого газа в нем содержится? Во сколько раз кислорода в атмосфере больше, чем углекислого газа?
Проведите эти же расчеты для одного квадратного дюйма. Изменится ли соотношение между количеством углекислого газа и кислорода?
Почему возможное уменьшение количества кислорода в атмосфере Земли на 1 кг над 1 м2 земной поверхности не считается проблемой, а увеличение на 1 кг количества углекислого газа – важная проблема?
Физические законы
Физические законы, которые вы уже изучали и еще будете изучать, открыты давно, проверены в сотнях экспериментов и не вызывают сомнений или споров среди ученых. Однако природа ставит перед учеными новые важные вопросы, правильно ответить на которые необходимо не просто для развития науки или создания новых устройств, но и для выживания человечества в будущем.
Ниже приведены примеры таких закономерностей, вызывающих споры среди ученых. Кроме них, в спор включаются также политики и крупные предприниматели, чего никогда раньше не было в истории развития физики.
Согласно многочисленным и достоверным исследованиям ученых, за последние 500 000 лет средняя температура воздуха вблизи поверхности Земли и концентрация углекислого газа менялись так, как показано на графике.
Обратите внимание: концентрация углекислого газа в конце второго тысячелетия нашей эры достигла таких значений, которых не было ни разу за последние 500 000 лет.
На основании этих данных одни ученые считают, что именно повышение концентрации углекислого и других парниковых газов вызывают повышение температуры на Земле. Другие ученые, наоборот, считают, что повышение (или понижение) температуры приводило к выделению или поглощению углекислого газа из воды Мирового океана.