- •1.Система отсчёта и системы координат. Основные характеристики механического движения. Прямолинейное и криволинейное движение материальной точки. Скорость и ускорение.
- •2. Движение материальной точки по окружности. Нормальное и тангенциальное ускорения. Связь угловых и линейных характеристик движения
- •3. Векторные величины. Сложение, вычитание и умножение векторов. Силы. Масса. Законы ньютона.
- •4.Силы при криволинейном движении.
- •5. Закон всемирного тяготения. Зависимость веса тел от высоты над уровнем моря и географической широты. Гравитационное поле
- •6. Нормальное гравитационное поле и его аномалии.
- •8.Орбитальное движение земли и ее осевое вращение. Неравномерности вращения земли, их физическая природа
- •9. Приливообразующие силы и их геофизическая роль.
- •10.Закон сохранения и изменения количества движения.
- •11.Работа силы и мощность. Кинетическая и потенциальная энергия
- •12. Гармоническое колебание и его характеристики. Математический, физический и пружинный маятники
- •13. Энергия колеблющегося тела. Собственные колебания земли. Сложение гармонических колебаний
- •14. Волна, ее характеристики. Продольные и поперечные волны. Принцип гюйгенса. Интенсивность волны
- •15. Звуквая волна, характеристики звука. Инфразвук и ультразвук. Принцип локации
- •16. Элементы механики жидкостей. Основные определения. Уравнение неразрывности.
- •17.Уравнение бернулли и его применения для определения статического и динамического давлений
- •18.Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Межмолекулярные силы. Агрегатные состояния вещества.
- •19. Макроскопические системы. Термодинамическое равновесие. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы.
- •20. Газовые законы (бойля-мариотта, гей-люсака, авогадро). Уравнение состояния идеального газа
- •21. Барометрическая формула и распределение больцмана.
- •22. Явление переноса в газах и жидкостях. Диффузия в газах.
- •23. Явление переноса. Теплопроводность.
- •24. Явление переноса в газах и жидкостях. Внутреннее трение (вязкость).
- •26. Внутренняя энергия идеального газа.Работа и теплота. Закон сохранения энергии. Первое начало термодинамики.
- •27.Электрические заряды и электрическое поле
- •28. Линии напряженности. Поток вектора
- •29. Примеры вычисления напряженности электрических полей с помощью теоремы остроградского-гаусса
- •30. Потенциал и работа сил электростатического
- •31. Градиент потенциала. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля
- •32. Эквипотенциальные поверхности. Изображения сечений простейших электрических полей с помощью эквопотенциальных линий. Работа при перемещении электрического заряда по эквипотенциальной поверхности
- •33. Вычисление потенциалов простейших электростатических полей. (создаваемых точечным зарядом, в плоском и шаровом конденсаторе)
- •1 .Потенциал электрического поля точечного заряда q.
- •3. Шаровой конденсатор.
- •34. Геоэлектрическое поле земли. Электрическая проводимость гидросферы, земной коры и недр
- •35. Электрическая проводимость атмосферы. Ионосфера, ионосферные слои. Влияние ионосферы на распространение радиоволн. Нормальное электрическое поле атмосферы. Техногенное воздействие на ионосферу
- •36. Электротеллурическое поле. Региональные и локальные электрические поля земной коры. Вариации меридиальной и широтной напряженности электротеллурического поля
- •37. Изучение глубинного строения Земли с помощью сейсмического зондирования
- •38. Масса, форма, размеры и строение атмосферы. Слои атмосферы и зависимость температур атмосферы от высоты
33. Вычисление потенциалов простейших электростатических полей. (создаваемых точечным зарядом, в плоском и шаровом конденсаторе)
1 .Потенциал электрического поля точечного заряда q.
Рассмотрим в этом поле некоторую точку, удалённую на расстояние r от заряда, и найдём потенциал в этой точке относительно бесконечности. Т.к. разность потенциалов не зависит от формы пути, то мы предположим, что заряд (+1) перемещается из точки r в бесконечность вдоль радиуса, т.е. вдоль силовой линии. Тогда
U = = (q/4pe0)= (1/4pe0)q/r.
Потенциал убывает пропорционально 1/r.
2.Плоский конденсатор. Вычислим разность потенциалов между положительно заряженной пластиной и произвольной точкой, удалённой на расстояние х от нее. Вспомним, напряжённость поля в плоском конденсаторе Е = s/e0, поэтому
U= =s/e0 =sx/e0. Полное напряжение между электродами U0 = sd/e0,
где d - расстояние между пластинами. ПоэтомуU = U0x/d.
В плоском конденсаторе потенциал изменяется с расстоянием по линейному закону. Искажения электрического поля вблизи краёв мы не учитываем.
3. Шаровой конденсатор.
Имеются два электрода в виде концентрических сфер с радиусами а (внутренний) и в (внешний). Напряжённость Е между электродами
Е = q/4pe0r2 (как и для точечного заряда).
Следовательно, разность потенциалов между внутренней сферой и какой-либо точкой внутри конденсатора, удалённой на расстояние r от центра конденсатора, равна
U = = (q/4pe0r2 )= (q/4pe0r2 )(1/a – 1/r).
Если r®¥, то U = q/4pe0a.
Разность потенциалов между электродами U0 =(q/4pe0)(1/a – 1/b).
Откуда U = U0(1/a –1/r)(1/a – 1/b),т.о. измеряяU0, можно вычислитьUв любой точке поля.
34. Геоэлектрическое поле земли. Электрическая проводимость гидросферы, земной коры и недр
Мы знаем, что электромагнитное поле представляет собой единое целое, имеющее две формы проявления. Одна из них – магнитные поля, создающиеся движущимися электрическими зарядами и спиновыми моментами носителей магнетизма (электроны, протоны и др.), а другая – электрические поля с собственными источниками электрического тока.
Связь между электрическими и магнитными полями зависит от интенсивности изменений электромагнитного поля, ибо, как известно, напряженность одного поля, возбуждаемая изменениями другого, пропорциональна скорости этих изменений. При медленных изменениях напряженностей электромагнитное поле можно рассматривать как два отдельных поля – электрическое и магнитное. Физической же реальностью является единое электромагнитное поле, имеющее электрическую (Е) и магнитную (Н) напряженности, изменяющиеся во времениtи в различных точках пространства имеющие неодинаковые значения.
Точные сведения о характеристиках электрических полей, электрической проводимости воздуха, воды и твердых веществ необходимы при решении ряда геофизических и практических задач, в частности для борьбы с коррозией, оценки качества воды рек и озер, поиска рудных месторождений и др.
Важной характеристикой электрических свойств Земли является электрическая проводимость , поэтому рассмотрим ее для каждой из оболочек.= 1/э ,гдеэ– удельное электрическое сопротивление среды.
Электрическая проводимость гидросферы. Природные воды в основном представляют собой смеси растворов сильных электролитов. В них электрические заряды под действием внешнего электрического поля переносятся ионами. Удельная электрическая проводимость природной воды зависит от концентрации раствора, валентности ионов, их подвижности и электрохимической активности. Совершенно чистые природные воды являются плохими проводниками электричества. Так при Т=180С электрическая проводимость воды, лишенной каких-либо примесей составляет 3,8.10-61/Омм, морской воды 3-7 1/Омм.
Реальные воды материков и Мирового океана никогда не бывают химически чистыми. В них содержатся растворенные вещества (соли, органические соединения, газы) и различные самостоятельные фазы. Основными представителями растворенных веществ являются соли, содержащие определенное количество ионов. Так, в 1 кг морской воды средней солености содержится 0,019 кг ионов хлора, 0,011 кг натрия, 0,0013 кг магния, 0,00009 кг серы. Это означает, что морская вода представляет собой водный раствор NaCl,MgSO4cнебольшими примесями др. хим. Элементов. Поэтому повышение солености воды сопровождается ростом концентрации ионов и как следствие – повышением. Наморской воды оказывают также влияние температура Т и давление Р, при повышении которыхрастет. Поскольку соленость воды и ее Т имеют большую пространственную и временную изменчивость особенно в верхнем слое, томорских вод, как и атмосферы, имеет нерегулярный режим.
Электропроводность вод рек, озер и болот колеблется от 0,1.10-2 до 2,4.10-21/Омм.
Электрическая проводимость земной коры и недр.Она изменяется в больших пределах и обуславливается существенными различиями значенийкристаллов, минералов и горных пород (для кварца= 10-12– 10-141/Омм, для гранита= 10-3– 10-61/Омм). Важно и то, чтосоставных частей земной коры и земных недр в значительной мере зависит от целого ряда изменчивых во времени и пространстве факторов, к числу которых относятся Т, минеральная структура горных пород и содержание в них минерализованной влаги, нефти и газа. Применительно к большинству горных пород строгая оценкапредставляет собой сложную задачу, что связано с различием электрической проводимости влаги, находящейся в порах горных пород, и внешней минерализованной воды. Влажные горные породы нередко имеют значения, на несколько порядков большие, чем сухие породы.
Пространственное распределение в земной коре и мантии изучено недостаточно. Пока что достоверно определены сопротивления осадочных толщ (1 – 100 Омм). Основная сложность заключается в учете совместного влияния высоких давлений и Т на величину, а также в очень большой трудности оценки влияния небольших вариаций состава на. С учетом лабораторных исследований зависимостьот глубины при учете только ее зависимости от температуры приведена на рис.30.
Рис.30. Удельная электрическая проводимость мантии Земли.
Относительно электрической проводимости ядра Земли имеются еще более косвенные данные. При этом предполагается, что ядро состоит из расплавленных металлов, проводимость которых меняется в относительно узких пределах. Большинство оценок ядра получено путем простой экстраполяции значений электрической проводимости железа в область высоких температур Т и давлений Р с учетом содержанияNi(10%).