Экзаменационные билеты по физике

УТВЕРЖДАЮ

Рассмотрен на заседании методической комиссии естественнонаучного цикла

Протокол№ ___ от «__»_______ 2017 г.

Председатель методической комиссии _____________/____________________/

«___»____________2017 года

Зам. Директора по УР

_________________________

Материалы промежуточной аттестации

по физике

Составил преподаватель физики

_____________________

Санкт-Петербург

2017

Критерии оценивания устного ответа на экзамене:

«5» выставляется обучающемуся, если он:

1) обнаружил полное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и законом;

2) дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов;

3) технически грамотно выполняет чертежи, схемы, графики, сопутствующие ответу, правильно записывает формулы, измерения, пользуясь принятой системой условных обозначений;

4) при ответе не повторяет дословно текст учебника или лекции, а умеет отобрать главное, обнаруживает самостоятельность и аргументированность суждений, умеет установить связь между изучаемым материалом, усвоенным при изучении смежных предметов;

5) умеет самостоятельно и рационально работать с учебником, дополнительной литературой и справочником.

«4» ставится в том случае, если ответ удовлетворяет названным выше требованиям, но обучающийся:

1) допускает одну грубую ошибку или не более двух недочетов и может их самостоятельно или при небольшой помощи преподавателя;

2) не обладает достаточными навыками работы со справочной литературой.

«3» ставится в том случае, если обучающийся правильно понимает физическую сущность рассматриваемых явлений и закономерностей, но при ответе:

1) обнаруживает отдельные пробелы в усвоении существенных вопросов курса физики, не препятствующих дальнейшему усвоению программного материала;

2) испытывает затруднения в применении знаний, необходимых для решения задач различных типов, при объяснении конкретных физических явлений на основе теории и законов, или в подтверждении конкретных примеров практического применении теории;

3) отвечает не полно на вопросы преподавателя, или воспроизводит содержание учебника, но не достаточно понимает отдельные положения, имеющие важное значение в этом тексте.

«2» выставляется в том случае, если обучающийся:

1) не знает и не понимает значительную или основную часть программного материала в пределах поставленных вопросов.

Экзаменационный билет № 1

1. Научные методы познания окружающего мира. Роль эксперимента и теории в процессе познания. Научные гипотезы. Физические законы. Физические теории.

2. Ответьте на вопросы:

1. Чтобы сойти на берег, лодочник направился от кормы лодки к ее носовой части. Почему при этом лодка отошла от берега?

2. Почему при холостых выстрелах ствол пушки нагревается сильнее, чем при стрельбе снарядами?

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий информа­цию об использовании различных электрических устройств. Зада­ние на определение условий безопасного использования электриче­ских устройств.

Экзаменационный билет №2

1. Механическое движение и его виды. Относительность движения. Система отсчета. Скорость. Ускорение. Прямолинейное равноускоренное движение.

2. Л.р. «Исследование последовательного и параллельного соединения проводников».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Экзаменационный билет №3

1. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Взаимодействие тел. Сила. Масса. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.

2. Л.р. «Измерение показателя преломления стекла».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика» с описанием различных физических явлений или процессов.

Экзаменационный билет №4

1. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение в природе и технике.

2. Л.р. «Измерение фокусного расстояния и расчет оптической силы собирающей линзы».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Экзаменационный билет №5

1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Невесомость.

2. Ответьте на вопросы:

1) С какой силой действуют два одноименных заряда на третий, помещенный на половине расстояния между ними?

2) Отрицательно заряженное тело притягивает подвешенный на нити легкий шарик, а положительно заряженное тело отталкивает. Можно ли утверждать, что шарик заряжен? Если да, то каков знак заряда?

3.Текст по теме «Ядерная физика», содержащий информацию о влиянии радиации на живые организмы или воздействии ядерной энергетики на окружающую среду. Задания на понимание основных принципов радиационной безопасности.

Экзаменационный билет №6

1. Силы трения скольжения. Сила упругости. Закон Гука.

2.Л.р. «Исследование последовательного и параллельного соединения проводников».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи­сание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Экзаменационный билет №7

1. Работа. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии.

2. Ответьте на вопросы:

1. Бак с жидкостью, над поверхностью которой находится воздух, герметически закрыт. Почему, если открыть кран, находящийся в нижней части бака, после вытекания некоторого количества жидкости дальнейшее ее течение прекратится? Что надо сделать, чтобы обеспечить свободное вытекание жидкости?

2. Почему нагретая медицинская банка «присасывается» к телу человека

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание физиче­ских явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повсе­дневной жизни. Задание на понимание физических терминов, опре­деление явления, его признаков или объяснение явления при по­мощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №8

1. Механические колебания. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. Превращение энергии при механических колебаниях.

2 Л.р. «Определение массы воздуха в кабинете физики двумя способами».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №9

1. Возникновение атомистической гипотезы строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.

2. Ответьте на вопросы:

1. Можно ли на Луне ориентироваться с помощью магнитного компаса?

2. Почему стальные оконные решетки с течением времени намагничиваются?

3.Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Экзаменационный билет №10

1. Давление газа. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева–Клапейрона). Изопроцессы.

2. Л.р. «Измерение ускорения свободного падения при помощи математического маятника».

3.Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе описанного устройства.

Экзаменационный билет №11

1.Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха.

2. Л. р. «Изучение закона Ома для участка цепи. Расчет сопротивления проволочного резистора».

3.Текст по разделу «Квантовая физика» и элементы астрофизики, содержащий описание использования законов квантовой атомной или ядерной физики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Экзаменационный билет №12

1. Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс.

2. Ответьте на вопросы:

1. В одной детской сказке описывается такой способ путешествовать:

«В безветренную погоду нужно всего лишь залезть в корзину большого воздушного шара, подняться на нем над землей и подождать пока Земля под тобой прокрутится, а затем снова спуститься вниз, только этом месте будет уже совсем другой город». Возможен ли такой способ путешествия и почему ?

1. Два мальчика растягивают динамометр. Каждый прилагает силу 100Н. Что показывает динамометр?

3.Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе описанного устройства.

Экзаменационный билет №13

1. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле.

2. Л.р. «Измерение относительной влажности»

3. Текст по разделу «Механика», содержащий информацию, например, о мерах безопасности при использовании транспортных средств или шумовом загрязнении окружающей среды. Задание на понимание основных принципов, обеспечивающих безопасность использования механических устройств, или выявление мер по снижению шумового воздействия на человека.

Экзаменационный билет №14

1. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов.

2. Ответьте на вопросы:

1. В чем сущность различия между внешним и внутренним фотоэффектом?

2. Сравнить давления света, производимые на идеально белую и идеально черную поверхности при прочих равных условия?

3. Текст по теме «Тепловые двигатели», содержащий информа­цию о воздействии тепловых двигателей на окружающую среду. Задание на понимание основных факторов, вызывающих загрязне­ние, и выявление мер по снижению воздействия тепловых двигате­лей на природу.

Экзаменационный билет №15

1. Электрический ток. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.

2. Л.р. «Определение массы воздуха в кабинете физики двумя способами».

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе описанного устройства.

Экзаменационный билет №16

1. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, иллюстрирующие это действие. Магнитная индукция.

2. Л.р. «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления или его признаков, объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №17

1. Трансформатор. Холостой и рабочий ход трансформатора. Передача и потребление электроэнергии.

2. Л.р. Измерение объема твердого тела и его массы. Расчет плотности вещества, из которого оно изготовлено.

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи физических знаний.

Экзаменационный билет №18

1. Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

2. Ответьте на вопросы:

1. По реке плывет весельная лодка и рядом с ней – плот. Что легче для гребца: перегнать плот на 10м или настолько же отстать от него?

2. Два поезда идут навстречу друг другу: один – ускоренно на север, другой замедленно на юг. Как направлены ускорения поездов?

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Экзаменационный билет №19

1. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера и сила Лоренца.

2. Ответьте на вопросы:

1. На столе долгое время стоит стакан наполовину наполненный водой. Если поднять крышку, можно увидеть на ней капли воды, откуда они там взялись, если стакан не переворачивали?

2. Станет ли КПД тепловых машин равным 100%, если трение в частях машины свести к нулю?

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи физических знаний.

Экзаменационный билет №20

1.Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях.

2. Л.р. «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи­сание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических тер­минов, определение явления, его признаков или объяснение явле­ния при помощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №21

1. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Волновые свойства света. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение.

2. Ответьте на вопросы:

1. Почему в мороз снег скрипит под ногами?

2. Почему сильная жара труднее переносится в болотистых местах, чем в сухих?

3. Текст по теме «Квантовая физика и элементы астрофизики», содержащий описание физических явлений или процессов, наблю­даемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понима­ние физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №22

1. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Лазеры. Испускание и поглощение света атомами. Спектры.

2. Л.р. «Изучение закона Ома для полной цепи. Измерение внутреннего сопротивления источника тока».

3.Текст по разделу «Механика», содержащий описание физиче­ских явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повсе­дневной жизни. Задание на понимание физических терминов, опре­деление явления, его признаков или объяснение явления при по­мощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №23

1. Квантовые свойства света. Фотоэффект и его законы. Применение фотоэффекта в технике.

2. Ответьте на вопросы:

1. Во сколько раз изменится сопротивление проводника (без изоляции), если его свернуть пополам и скрутить?

2. Какие сопротивления можно получить, имея три резистора по 6кОм?

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи­сание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических тер­минов, определение явления или его признаков, объяснение явле­ния при помощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №24

1. Состав ядра атома. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи ядра атома. Ядерные реакции. Ядерная энергетика.

2. Л.р. «Проверка предположения - при увеличении длины нити нитяного маятника в 4 раза период его колебания увеличивается в 2 раза.».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терми­нов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Экзаменационный билет №25

1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы.

2. Л.р. «Изучение закона Ома для полной цепи. Измерение внутреннего сопротивления источника тока».

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Экзаменационный билет №26

1. Солнечная система. Звезды и источники их энергии. Галактика.

2. Ответьте на вопросы:

1)В одной детской сказке описывается такой способ путешествовать:

«В безветренную погоду нужно всего лишь залезть в корзину большого воздушного шара, подняться на нем над землей и подождать пока Земля под тобой прокрутится, а затем снова спуститься вниз, только этом месте будет уже совсем другой город». Возможен ли такой способ путешествия и почему?

2)Два мальчика растягивают динамометр. Каждый прилагает силу 100Н. Что показывает динамометр?

3. Текст по теме «Электромагнитные поля», содержащий ин­формацию об электромагнитном загрязнении окружающей среды. Задание на определение степени воздействия электромагнитных полей на человека и обеспечение экологической безопасности.

Качественные задачи к экзамену по физике на базе 11 классов

Билет №1

1. Чтобы сойти на берег, лодочник направился от кормы лодки к ее носовой части. Почему при этом лодка отошла от берега?

2. Почему при холостых выстрелах ствол пушки нагревается сильнее, чем при стрельбе снарядами?

Билет №5

1. С какой силой действуют два одноименных заряда на третий, помещенный на половине расстояния между ними?

2. Отрицательно заряженное тело притягивает подвешенный на нити легкий шарик, а положительно заряженное тело отталкивает. Можно ли утверждать, что шарик заряжен? Если да, то каков знак заряда?

Билет №7

1. Бак с жидкостью, над поверхностью которой находится воздух, герметически закрыт. Почему, если открыть кран, находящийся в нижней части бака, после вытекания некоторого количества жидкости дальнейшее ее течение прекратится? Что надо сделать, чтобы обеспечить свободное вытекание жидкости?

2. Почему нагретая медицинская банка «присасывается» к телу человека?

Билет №9

1. Можно ли на Луне ориентироваться с помощью магнитного компаса?

2. Почему стальные оконные решетки с течением времени намагничиваются?

Билет №12

1. В одной детской сказке описывается такой способ путешествовать:

«В безветренную погоду нужно всего лишь залезть в корзину большого воздушного шара, подняться на нем над землей и подождать пока Земля под тобой прокрутится, а затем снова спуститься вниз, только этом месте будет уже совсем другой город». Возможен ли такой способ путешествия и почему ?

1. Два мальчика растягивают динамометр. Каждый прилагает силу 100Н. Что показывает динамометр?

Билет №14

1. В чем сущность различия между внешним и внутренним фотоэффектом?

2. Сравнить давления света, производимые на идеально белую и идеально черную поверхности при прочих равных условия?

Билет №18

1. По реке плывет весельная лодка и рядом с ней – плот. Что легче для гребца: перегнать плот на 10м или настолько же отстать от него?

2. Два поезда идут навстречу друг другу: один – ускоренно на север, другой замедленно на юг. Как направлены ускорения поездов?

Билет №19

1. На столе долгое время стоит стакан наполовину наполненный водой. Если поднять крышку, можно увидеть на ней капли воды, откуда они там взялись, если стакан не переворачивали?

2. Станет ли КПД тепловых машин равным 100%, если трение в частях машины свести к нулю?

Билет №21

1. Почему в мороз снег скрипит под ногами?

2. Почему сильная жара труднее переносится в болотистых местах, чем в сухих?

Билет №23

1. Во сколько раз изменится сопротивление проводника (без изоляции), если его свернуть пополам и скрутить?

2. Какие сопротивления можно получить, имея три резистора по 6кОм?

Билет №26

1. В одной детской сказке описывается такой способ путешествовать:

«В безветренную погоду нужно всего лишь залезть в корзину большого воздушного шара, подняться на нем над землей и подождать пока Земля под тобой прокрутится, а затем снова спуститься вниз, только этом месте будет уже совсем другой город». Возможен ли такой способ путешествия и почему ?

1. Два мальчика растягивают динамометр. Каждый прилагает силу 100Н. Что показывает динамометр?

Решения качественных задач

Билет №1

1. Если пренебречь трением, то из закона сохранения импульса вытекает: приближение человека к берегу вызывает удаление лодки от берега.

2. По закону сохранения энергии, если она не расходуется на скорость пули, то уходит на нагревание, таким образом, при холостом выстреле большая часть энергии идет на нагревание.

Билет №5

1. Результирующая сила равна нулю.

2. Шарик заряжен положительно.

Билет №7

1. Давление в баке становится с меньше атмосферного из-за уменьшения общего объема вещества. Чтобы вода снова потекла необходимо увеличить давление в баке.

2. Введенный внутрь банки нагретый воздух охлаждается, соприкасаясь со стенками банки. Давление его становится меньше атмосферного.

Билет №9

1. На Луне нет магнитного поля.

2. Т.к. индукция магнитного поля Земли имеет вертикальную составляющую.

Билет №12

1. Нет, т.к. по инерции корзина с шаром будут иметь такую же скорость вращения, как и Земля, откуда они стартовали.

2. 100 Н.

Билет №14

1. При внешнем фотоэффекте электроны покидают тело, при внутреннем – нет.

2. На белую в два раза больше (двойной импульс, т.к. белая поверхность отражает).

Билет №18

1. Явления в движущейся воде происходят так же, как и в неподвижной. От гребца потребуется одинаковое усилие в обоих случаях.

2. Одинаково (на Север)

Билет№19

1. В стакане установилось динамическое равновесие, и в результате когда часть воды испарялась, часть пара конденсировалась на стенке стакана и крышке.

2. Нет. Низкий КПД тепловых машин объясняется не столько трением в механизмах, сколько необходимостью отводить большое количество теплоты в холодильник.

Билет №21

1. Ломаются сотни тысяч снежинок, кристалликов.

2. В болотистой местности относительная влажность велика, испарение происходит медленно, а организм человека перегревается.

Билет №23

1. Уменьшается в 4 раза.

2. 2, 3, 4, 6, 9, 12, 18 кОм

Билет №26

1. Нет, т.к. по инерции корзина с шаром будут иметь такую же скорость вращения, как и Земля, откуда они стартовали.

2) 100 Н.

Список лабораторных работ

Билет 2

Л.р. «Исследование последовательного и параллельного соединения проводников».

Билет 3

Л.р. «Измерение показателя преломления стекла».

Билет 4

Л.р. «Измерение фокусного расстояния и расчет оптической силы собирающей линзы».

Билет 6

Л.р.«Исследование последовательного и параллельного соединения проводников».

Билет 8

Л.р. «Определение массы воздуха в кабинете физики двумя способами».

Билет 10

Л.р. «Измерение ускорения свободного падения при помощи математического маятника».

Билет 11

Л. р. «Изучение закона Ома для участка цепи. Расчет сопротивления проволочного резистора».

Билет 13

Л.р. «Измерение относительной влажности»

Билет 15

Л.р. «Определение массы воздуха в кабинете физики двумя способами».

Билет 16

Л.р. «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

Билет 17

Л.р. Измерение объема твердого тела и его массы. Расчет плотности вещества, из которого оно изготовлено.

Билет 20

Л.р. «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

Билет 22

Л.р. «Изучение закона Ома для полной цепи. Измерение внутреннего сопротивления источника тока».

Билет 24

Л.р. «Проверка предположения - при увеличении длины нити нитяного маятника в 4 раза период его колебания увеличивается в 2 раза.».

Билет 25

Л.р. «Изучение закона Ома для полной цепи. Измерение внутреннего сопротивления источника тока».

Тексты к экзаменационным билетам

БИЛЕТ №1

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий информа­цию об использовании различных электрических устройств. Зада­ние на определение условий безопасного использования электриче­ских устройств

Короткое замыкание. Плавкие предохранители

Любое электрическое устройство рассчитывают на определенную силу тока. Во время эксплуатации прибора, если произойдет увеличение силы тока больше допустимого значения, может возникнуть короткое замыкание. Возрастание силы тока в цепи может произойти при соединении оголенных проводов, при ремонте электрических цепей под током. В любом случае короткое замыкание возникает тогда, когда соединяются концы участков цепи проводником, сопротивление которого мало по сравнению с сопротивлением самого участка цепи. При коротком замыкании резко возрастает сила тока в электрической цепи, что может стать причиной пожара. Чтобы этого не случилось, применяют плавкие, предохранители. Плавкие предо­хранители при возникновении короткого замыкания отключают электриче­скую цепь.

Главная часть предохранителя -свинцовая проволока, находящаяся в фарфоровой пробке. В зависимости от толщины проволоки, она выдержи­вает ту или иную силу тока, например 10 А. Если сила тока превысит до­пустимое значение, проволока в пробке расплавится, и электрическая цепь разомкнётся. Если перегоревшую проволоку заменить, то плавкий предо­хранитель можно использовать снова.

Ответьте на вопросы к тексту.

1 . Почему в плавких предохранителях применяют именно свинцовую проволоку?

1. Где в квартире устанавливают предохранители?

2. Имеют ли автономные электрические устройства, например телевизоры, предохранители?

БИЛЕТ № 2

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов

Из истории открытия электромагнитных явлений

Очень внимательно слушает на заседании Французской академии наук выступление её ученого секретаря Франсуа Араго об опытах Эрстеда выдающийся математик Андре Мари Ампер. У него рождается проницательная мысль: если проводник тока всегда окружен магнитными силами, то «электрический конфликт» должен выступать не только между проводом и магнитной стрелкой, но и между двумя проводами, по которым течет ток. За семь дней Ампер конструирует оригинальный электрический прибор и уже на следующем заседании демонстрирует присутствующим взаимодействие двух проводников с током! Если в обоих проводниках электрические токи текут параллельно друг другу в одном направлении, то они притягиваются, эти же проводники отталкиваются, когда токи в них проходят во взаимно противоположных направлениях. Ампер продолжает свои опыты. Свернув проводники в виде двух спиралей, получивших название «соленоиды», он доказывает, что соленоиды, установленные рядом, при пропускании через них тока ведут себя, подобно двум магнитам.

Идеи Ампера были столь новы, что многие члены Французской академии не поняли их революционного научного смысла. «Что же, собственно, нового в том, что вы нам сообщили? — спросил один из них. — Само собой ясно, что если два тока оказывают действие на магнитную стрелку, то они оказывают действие и друг на друга?» За Ампера его оппоненту мгновенно ответил Араго. Он вынул из кармана два ключа и сказал: «Вот каждый из них тоже оказывает действие на магнитную стрелку, однако же они никак не действуют друг на друга...»

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какую гипотезу пытался проверить Ампер своими опытами? Что надо пони мать под словами «электрический конфликт»?

2. Играет ли роль в проверке взаимодействия между проводниками с током расстояние между ними?

3. В каком направлении должны протекать токи в двух проводниках, чтобы они притягивались друг к другу?

Билет №3

1. Текст по разделу «Молекулярная физика» с описанием различных физических явлений или процессов

Ледяная магия

Между внешним давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость. С повышением давления до 2200 атмосфер она падает: с увеличением давления на каждую атмосферу температура плавления понижается на 0,0075 °С. При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 3530 атмосфер вода замерзает при –17 °С, при 6380 атмосферах – при 0 °С, а при 20670 атмосферах – при 76 °С. В последнем случае будет наблюдаться горячий лед.

При давлении в 1 атмосферу объем воды при замерзании резко возрастает примерно на 11%. В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению громадного избыточного давления. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы.

В 1872 г. англичанин Боттомли впервые экспериментально обнаружил явление режеляции льда. Проволоку с подвешенным на ней грузом помещают на кусок льда. Проволока постепенно разрезает лед, имеющий температуру 0 °С, однако после прохождения проволоки разрез затягивается льдом, и в результате кусок льда остается целым.

Долгое время думали, что лед под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается и лед плавится. Однако расчеты показывают, что человек массой 60 кг, стоя на коньках, оказывает на лед давление примерно в 15 атм. Это означает, что под коньками температура плавления льда уменьшается только на 0,11 °С. Такого повышения температуры явно недостаточно для того, чтобы лед стал плавиться под давлением коньков при катании, например, при –10 °С.

 

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Как зависит температура плавления льда от внешнего давления?

2. Приведите два примера, которые иллюстрируют возникновение избыточного давления при замерзании воды.

3. При протекании какого процесса может выделяться теплота, которая идет на плавление льда при катании на коньках?

БИЛЕТ № 4

1. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Молнии

Наблюдали ли вы молнию? Красивое и небезопасное явление природы? Уже в середине XIII в. ученые обратили внимание на внешнее сходство мол­нии и электрической искры. Высказывалось предположение, что молния ч-это электрическая искра. Когда же она возникает? Соберем установку: к двум шарикам, закрепленным на изолирующих штативах и находящимися на неко­тором расстоянии друг от друга, подклю­чим батарею конденсаторов (рис. 4.6). Начнем заряжать конденсаторы от элек­трической машины.

По мере заряжения конденсаторов увеличивается разность потенциалов между электродами, а следовательно, будет увеличиваться напряженность поля в газе Пока напряженность поля невелика, между шариками нельзя заме­тить никаких изменений. Однако при достаточной напряженности поля (30 000 В/см) между электродами появляется электрическая искра, имею­щая вид ярко светящегося извилистого канала, соединяющего оба электро­да. Газ вблизи искры нагревается до высокой температуры и расширяется, отчего возникают звуковые волны, и мы слышим характерный треск.

Опыты с атмосферным электричеством, проводимые MB. Ломоносовым и Франклином независимо друг от друга, доказали, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и что молния — это гигантская искра, ничем (кроме размеров) не отличающаяся от искры между шариками.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Зачем в описанном опыте применяли батарею конденсаторов?

2. К какому виду разрядов можно отнести молнию?

3. Когда между облаками проскакивает молния?

Билет №5

3.Текст по теме «Ядерная физика», содержащий информацию о влиянии радиации на живые организмы или воздействии ядерной энергетики на окружающую среду. Задания на понимание основных принципов радиационной безопасности

Радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их решения

Ядерная энергетика, широко используемая в последние десятилетия, оставляет много радиоактивных отходов: в основном, это отработанное ядерное топливо реакторов АЭС и подводных лодок, а также надводных кораблей Военно-морского флота. Эти отходы накапливаются и представляют чрезвычайную радиационную опасность для обширных районов России и сопредельных стран. Что делать с этими отходами?

Несколько отечественных физико-технических институтов разработали проект их захоронения, в основу которого положен подземный ядерный взрыв. Предлагается осуществить его на острове Новая Земля, в зоне вечной мерзлоты, на глубине 600 м. Там, на бывшем атомном полигоне, имеются заброшенные выработанные шахты и штольни; их-то и можно специально подготовить и разместить в них отработанные твэлы с АЭС, реакторы лодок, отходы ядерных предприятий, загрязненные конструкции. Пространство между опасным «мусором» планируется заполнить материалом, способным резко снизить излучение. После ядерного взрыва в штольне должно образоваться стеклообразное вещество, которое явится хорошим барьером для ядерных излучений. В результате одного такого взрыва может быть превращено в стекловидную массу до 100 т радиоактивных отходов.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Знали ли вы, что в нашей стране накопилось много радиоактивного «мусора» и что он теперь — реальная и грозная опасность для нашей жизни и здоровья? Откуда берется этот «мусор»?

2. Какие могут быть экологические последствия, если эту проблему не решить?

3. Как вы думаете: какой метод захоронения отходов дороже — метод стеклования взрывом или традиционный, требующий сооружения бетонных могильников? Почему?

4. Можно ли, с вашей точки зрения, «совместить» предлагаемый проект захоронения отходов с помощью подземных ядерных взрывов и Договор о всеобщем запрещении ядерных испытаний, который подписан Россией и за бессрочное продление которого выступает наша страна?

Билет №6.

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи­сание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов

Огонь из «ничего»

Возьмем толстостенный сосуд, сделанный из оргстекла (рис.). Со­суд имеет диаметр порядка 40 мм и высоту около 160 мм. Вблизи дна сосуда имеется плотно закрывающееся отверстие. Внутри сосуда может перемещаться хорошо пригнанный к стенкам поршень с ручкой. Положим на дно цилиндра смоченный эфиром кусочек ваты и быстро опустим
поршень вниз. Сквозь стенки прозрачного сосуда мы видим ярко вспых­нувшее пламя. Нагревание воздуха при быстром сжатии нашло применение в двигателях Дизеля. В цилиндр двигателя заса­сывается атмосферный воздух, и в тот момент, когда наступает его максимальное сжатие, туда вспрыски­вается жидкое топливо. К этому моменту температура воздуха так велика, что горючее самовоспламеняется.
Двигатели Дизеля имеют больший коэффициент полезного действия, чем обычные, но более сложны в изготовлении и эксплуатации. Сейчас все большее
количество автомобилей снабжается двигателями Дизеля.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Почему опыт не удается, если воздух в цилиндре сжимать медленно?

2. Почему для проведения опыта берется именно эфир ?

3. Какой из двигателей: карбюраторный двигатель внутреннего сгора­ния или двигатель Дизеля более экологичный ?

4. Почему у двигателей Дизеля больше КПД, чем у карбюраторных двигателей?

Билет 7

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание физиче­ских явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повсе­дневной жизни. Задание на понимание физических терминов, опре­деление явления, его признаков или объяснение явления при по­мощи имеющихся знаний

Звуки

Задумайтесь о происхождении звуков — вот стукнула дверь, ударили кулаком по столу, проехала машина, стучат каблучки по полу. Звук всегда вызывается каким-либо механическим движением. Доски, стол, стены, большинство других предметов от толчков не приходят в видимое движе­ние, если только они не очень сильны. Но они способны несколько проги­баться, и в результате возникает их легкое движение вперед-назад (вибра­ция). Хорошо иллюстрирует природу колебаний туго натянутая струна или резиновый шнур. Предположим, что мы оттянули середину струны гитары из нормального положения. Струна натягивается, и. когда мы ее отпустим, она вернется назад, но в момент возвращения в свое нормальное положение она будет двигаться. Продолжая движение, постепенно замедляясь, она остановится, но уже по другую сторону от своего первоначального положе­ния. Теперь струна снова натянута и должна двигаться назад. Со временем, после многих таких колебаний струна вернется в состояние покоя.

Подобным способом происходят колебания твердых упругих предме­тов, если какой-то участок тела толкнуть и вывести из нормального состоя­ния. Колебания одной части предмета оказывают влияние на остальные части. Колеблющиеся участки тянут и толкают соседние, а те тоже начина­ют колебаться. В свою очередь, они приводят в движение окружающие их участки и т.д. Таким образом, колебания, созданные в одной точке тела, передаются другим его точкам по всем направлениям, так что через какое-то гремя колеблются все точки внутри сферы с центром в источнике коле­баний. Так распространяется звуковая волна в твердом материале.

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задание:

1. Одинакова ли скорость распространения звука в различных твердых материалах?

2. Только ли в твердых материалах распространяется звук?

3. Можно ли на Земле услышать гул двигателя космического корабля, пролетающего в открытом космосе?

БИЛЕТ № 8

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний

Огни святого Эльма

В природе наблюдается интересное явление. Иногда в тропическую ночь на мачтах и реях кораблей появляются кисточки холодного пламени. Эти огни известны очень давно. Их видели Колумб и Магеллан, о них писал даже Юлий Цезарь, который однажды видел такое свечение на копьях своих солдат во вре­мя ночного похода через горы. Не составляет большого труда самим получить такое свечение. Если хорошо натереть лист оргстекла сухой тканью и после этого к листу поднести полураскрытые ножницы остриями к листу, то в затем­ненной комнате можно увидеть, как на остриях ножниц появляются дрожащие пучки нитей, светящиеся лиловатым пламенем. В тишине можно услышать легкое шипение или жужжание. Если вместо ножниц к листу оргстекла поднес­ти спичку, то она не зажжется, хотя огонь будет плясать прямо на головке спички. Возникшее свечение холодное. Такое же свечение часто появлялось на шпиле церкви святого Эльма в одном из городов Франции и считалось доброй приметой. Подобное свечение получило название огней святого Эльма.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какое физическое явление лежит в основе появления огней святого Эльма?

2. Почему не возникает такого свечения на плоской металлической крыше?

3. Опасно ли находиться вблизи возникших огней святого Эльма на ко­рабле?

Билет №9

3.Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства

От Галилея до современности

Маятник обладает удивительным свойством —оно казалось удивительным Галилею, измерявшему время по числу биений пульса, оно кажется таким же и современному человеку, пользующемуся секундомером. Заклю­чается оно в том, что колебания маятника и с малой амплитудой и с боль­шой амплитудой совершаются практически за одно и то же время. Если сначала колебания происходят с очень большим отклонением, скажем на 80° от вертикали, то при затухании колебаний до 60...40..,20° период уменьшится лишь на несколько процентов; а при уменьшении отклонений от 20°до едва заметного период изменяется меньше чем на 1%. При откло­нениях меньше 5° период остается неизменным с точностью до 0,05%.

Это свойство маятника оказалось не только удивительным, но и полез­ным. Галилей предложил использовать маятник в качестве регулятора в часах. Лишь столетие спустя после Галилея часы с маятниковым регулято­ром вошли в обиход. Однако мореплаватели нуждались в точных часах для измерения долготы на море. Была объявлена премия за создание морских часов, которые позволяли бы измерять время с достаточной точностью. Премию получил Гариссон за хронометр, в котором для регулирования хода .использовалось маховое колесо (баланс) и специальная пружина.

Свойство независимости периода колебаний маятника от амплитуды на­зывается изохронностью.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Одинакова ли скорость движения маятника?

2. Постоянно ли ускорение при движении маятника?

3. Отчего зависит период колебаний?

4. В чем заключается свойство изохронности?

Билет №10

Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе описанного устройства

Гидравлический удар на службе человека

Явление гидравлического удара, заключающегося в резком увеличении давления при внезапном падении скорости потока жидкости, нашло свое воплощение в устройствах, называемыми гидравлическими таранами.

Это, в сущности, насос без двигателя, который, не требуя подключения дополнительного источника энергии, использует только потенциал небольшой плотины или даже просто естественного рельефа реки. Гидротаран способен нагнетать жидкость на высоту в 10—20 раз большую, чем высота используемой плотины. Вода от источника самотеком подается по длинному напорному трубопроводу, идущему с небольшим понижением. Под действием нарастающего динамического напора воды закрывается отбойный клапан, расположенный на нижнем конце трубопровода, и вследствие инерции движущейся воды и её несжимаемости давление здесь резко повышается. Кратковременного повышения давления достаточно для подъема небольшой части воды через напорный клапан на высоту более 50 м. Затем отбойный клапан открывается, и все повторяется сначала.

Гидравлический таран действует только за счет импульса движущегося столба воды, без какого-либо двигателя. Применяется для полива сельхозкультур, для водоснабжения небольших строек, для подачи воды на пастбища, расположенные в 10-20 км от реки и т.д.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Что представляет собой явление гидравлического удара? Каковы условия его возникновения?

2. Назовите причину возникновения повышения давления в нижнем конце трубопровода гидравлического тарана.

3. Чем обусловлена необходимость установления в трубах теплосетей специальных устройств — стабилизаторов давления?

Билет №11.

3.Текст по разделу «Квантовая физика» и элементы астрофизики, содержащий описание использования законов квантовой атомной или ядерной физики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Пока еще недоступная энергия

При слиянии легких ядер выделяется энергия. Как научиться управ­лять этой энергией? Задача состоит в том, чтобы, преодолев электриче­ское отталкивание, сблизить легкие ядра на достаточно близкие рас­стояния друг от друга, где уже начинают действовать между ними ядер­ные силы притяжения. Если бы можно было заставить два протона и два нейтрона объединиться в ядро атома гелия — или же четыре протона с соответствующими превращениями, — то при этом выделилась бы огромная энергия. Заставить сблизиться ядра можно с помощью нагрева до высоких температур, когда в результате обычных столкновений ядра смогут сблизиться на столь малые расстояния, чтобы ядерные силы вступили в реакцию, и произошел синтез. Начавшись, процесс синтеза, по-видимому, сможет дать такое количество теплоты, которое нужно для поддержания высокой температуры, необходимой для дальнейших слияний ядер. Этот многостадийный процесс «горения» водорода, в результате которого происходит синтез ядер гелия, является источником непрерывного потока солнечной радиации. Проблема использования синтеза ядер в мирных целях, например для производства электриче­ской энергии, упирается в очень трудную проблему удержания реак­ции. Газ должен быть раскален до температуры порядка 50000000°С, и любая твердая оболочка соприкоснувшись с ним, обратится в пар. Если к тому же при синтезе выделяется полезное тепло, то задача удержания реакции еще более усложняется.

В настоящее время ведутся исследования по удержанию реагирующих веществ с помощью электромагнитного воля. Можно подвешивать в воздухе магнит с помощью других магнитов, хотя такое равновесное наложение и является неустойчивым. Если пропускать ток достаточно большой силы через газ, то образуются потоки электронов и положи­тельных ионов, движущихся навстречу друг другу. Под действием маг­нитного поля, которое окружает ток, такой поток движущихся зарядов будет сжиматься в узкий шнур. В этом заключается так называемый пинч-эффект. Пинч-эффект и силы, создаваемые магнитными полями, меняющимися по определенному закону, можно использовать для удержания плазмы-смеси быстро движущихся ядер и электронов в «магнитной бутылке», где происходит реакция синтеза.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Что означает слово синтез?

2. Всегда ли при ядерной реакции выделяется энергия?

3. Что такое плазма?

4. Каковы проблемы управления термоядерным синтезом?

Билет №12

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе описанного устройства

Как работает СНЧ-металлодетектор?

Принцип действия металлодетектора основан на физическом явлении регистрации вторичного электромагнитного поля, создаваемого любым металлическим предметом, помещенным в первичное электромагнитное поле.

Внутри поисковой рамки металлодетектора находится намотанный провод, называемый передающей катушкой. Электрический ток, протекая по ней, создает электромагнитное поле. Направление тока меняется несколько тысяч раз в секунду на противоположное. Когда ток протекает в одном направлении, возникает магнитное поле, направленное на исследуемый объект, когда направление тока изменяется, то и направление магнитного поля будет направлено от объекта. В любом металлическом (и даже электропроводящем) объекте, оказавшемся поблизости, под действием такого изменяющегося магнитного поля возникнут электрические токи. Наведенный ток, в свою очередь, создаст собственное магнитное поле. Внутри рамки есть еще одна — приемная — катушка, расположенная таким образом, чтобы максимально нейтрализовать влияние передающей. А вот поле от металлического предмета, оказавшегося поблизости, будет наводить в приемной катушке ток, который можно усилить и обработать электроникой.

Вторичное электромагнитное поле различается как по напряженности поля, так и по другим параметрам. Эти параметры зависят от размера предмета и его проводимости (например, у золота и серебра проводимость гораздо лучше, чем у свинца) и, естественно, от расстояния между антенной детектора и самим предметом.

Чувствительность некоторых металлодетекторов настраивается. Её, например, уменьшают, если необходимо произвести досмотр только с целью обнаружения крупных металлических предметов. А небольшие предметы — ключи, оправы очков, ручки — сигнализацию детектора не вызовут. Сигнализация металлодетекторов может быть различной: световой, звуковой (причем по долготе сигнала можно делать вывод о размере предмета), вибрационной.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Для чего, для каких целей используют металлодетекторы?

2. Как вы понимаете характеристику «рабочая частота» прибора?

3. Какой закон физики лежит в основе действия описанного металлодетектора?

4. Какими другими словами мы называем «наведенный ток»?

БИЛЕТ № 13

3. Текст по разделу «Механика», содержащий информацию, например, о мерах безопасности при использовании транспортных средств или шумовом загрязнении окружающей среды. Задание на понимание основных принципов, обеспечивающих безопасность использования механических устройств, или выявление мер по снижению шумового воздействия на человека.

Шумовое загрязнение среды

Остановитесь и прислушайтесь: по улице с шумом проносятся многотонные МАЗы и ЗИЛы, хлопают двери парадных на мощных стальных пружинах, со двора несутся крики детворы, до глубокой ночи бренчат гитары, оглушают магнитофоны и телевизоры, заводские цеха встречают нас грохотом станков и других машин... Картина вроде обыденная. Но нормально ли это?

Наш век стал очень шумным. Трудно сейчас назвать область техники, производства и быта, где в звуковом спектре не присутствовал бы шум, т.е. мешающая и раздражающая нас смесь звуков. За определенный комфорт, удобства связи и передвижения, благоустройство быта и совершенствование производства современному человеку приходится слушать не скрип телег, а вой автомобилей, лязг трамваев, рев реактивных самолетов. Внедрение в промышленность новых технологических процессов, рост мощности и быстроходности транспорта, механизация производственных процессов привели к тому, что человек в производстве и быту постоянно подвергается воздействию шума высоких уровней.

Шумом является всякий нежелательный для человека звук. При нормальных физических условиях скорость звука в воздухе 344 м/с. Звуковое поле это область пространства, в которой распространяются звуковые волны. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления, децибелах (дБ), это давление воспринимается не беспредельно. Шум в 20-30 дБ практически безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон, без которого невозможна жизнь. Допустимая граница поднимаемся примерно до 80 дБ. Шум в 130 дБ уже вызывает у человека болевое ощущение, а достигнув 150 дБ, становится для него непереносимым. Недаром в средние века сушествовала казнь «под колокол»; колокольный звон убивал человека. На многих оживленных магистралях даже ночью шум не бывает ниже 70 дБ, в то время как по санитарным нормам он не должен превышать 40 дБ. Шум, даже когда он не велик, создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевремен­ной усталости, стойкой бессоннице и атеросклерозу. Под воздействием шума 85-90 дБ снижается слуховая чувствительность на высоких частотах Недо­могание, головокружение, тошнота, чрезмерная раздражительность — все это результат пребывания в шумных условиях. В настоящее время воздействие звука, шума на функции организма изучает наука аудеология. Было установ­лено, что шумы природного происхождения (шум морского прибоя, листвы, дождя и др.) благотворно влияют на организм, успокаивают его, нормализуют сон. В 1980 г. был принят закон «Об охране атмосферного воздуха», в кото­ром в статье 12 отмечается, что «в целях борьбы с производственными и иными шумами должны, в частности, осуществляться: внедрение малошум­ных технологических процессов, улучшение планировки и застройки городов и других населенных пунктов, организационные мероприятия по предупреж­дению и снижению бытовых шумов».

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какой уровень шума безвреден для человека?

2. Какой допустимый уровень шума для человека?

3. Как называется наука, изучающая воздействие звука и шума на человека?

4. Как влияют сверхдопустимые уровни шумов на человека?

Билет №14

3. Текст по теме «Тепловые двигатели», содержащий информа­цию о воздействии тепловых двигателей на окружающую среду. Задание на понимание основных факторов, вызывающих загрязне­ние, и выявление мер по снижению воздействия тепловых двигате­лей на природу

«Грязный» транспорт

Число автомобилей на дорогах растет. Все возрастающая интенсивность движения приводит к увеличению вредных выбросов, что негативно отра­жается на качестве воздуха: 1 т бензина, сгорая, выделяет 500-800 кг вред­ных веществ. В атмосферу ежегодно выбрасывается порядка 5 млрд. т CO₂. В состав выхлопных газов входит 1 200 компонентов, в том числе оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, оксиды металлов (наи­более вредный— оксид свинца), сажа и пр.

Молекулы оксида углерода способны поглощать инфракрасное излуче­ние, поэтому увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере изме­няет ее прозрачность. Инфракрасное излучение, испускаемое земной по­верхностью, все в большей мере поглощается в атмосфере. Дальнейшее увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может привести к так называемому «парниковому эффекту». Ежегодно температура атмосфе­ры Земли повышается на 0,05 °С. При сжигании топлива уменьшается со­держание кислорода в воздухе. Более половины всех загрязнений атмосфе­ры создает транспорт. Кроме оксида углерода и соединений азота при рабо­те двигателей сгорания ежегодно в атмосферу выбрасывается 2-3 млн. т свинца. Содержание серы в топливе напрямую влияет на выделение в ок­ружающую среду диоксида серы. Диоксид серы вызывает образование сульфатных частиц, которые оказывают целый ряд негативных последствий на здоровье человека. Диоксид серы также может превращаться в высоко- -коррозийную серную кислоту («кислотный дождь»), которая, среди проче­го, способна повреждать даже здания. Так как автомобильные двигатели играют решающую роль в загрязнении окружающей среды в городах, то проблема их усовершенствования является одной из наиболее важных научно-технических задач. Один из путей уменьшения загрязнения атмосфе­ры — использование дизелей вместо карбюраторных бензиновых двигателей, так как в дизельное топливо не добавляют свинец. В перспективе и другие способы уменьшения загрязнения окружающей среды, например, применение электродвигателей на транспорте или двигателей, в которых топливом является водород, создание автомобилей, работающих на сол­нечной энергии.

Ответьте на вопросы к тексту:

1.Какие еще тепловые двигатели, кроме двигателей внутреннего сгора­ния, оказывают отрицательное влияние на окружающую среду?

2.К каким последствиям приводят широкое применение тепловых ма­шин в энергетике и транспорте?

3.К чему может привести повышение температуры Земли?

4.Что предпринимается для охраны природы?

Билет №15

Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе описанного устройства

Ультразвуковые стиральные устройства (УСУ)

В последнее время ультразвуковые стиральные машины завоевывают все большую популярность. Легкие, беззвучные, не занимают много места, не требуют врезки в водопровод — они идеально подходят для людей, часто путешествующих, для дачников и студентов.

УСУ состоит из источника питания, излучателя ультразвуковых колебаний и соединительного кабеля.

Для стирки излучатель помещается в середину емкости с моющим раствором и текстильными изделиями, где он и возбуждает ультразвуковые колебания. Эффект удаления пятен обусловлен кавитацией — образованием в растворе огромного количества микроскопических пузырьков, заполненных газом, паром и их смесью, эти пузырьки возникают при прохождении акустической волны во время полупериода разрежения. Под действием перепада давления при появлении и «схлопывании» пузырьков нарушается сцепление загрязненных микрочастиц с волокнами изделий и облегчается их удаление поверхностно-активными веществами моющего раствора стирального порошка или мыла.

Под действием ультразвуковых колебаний слой жидкости, который максимально близко находится к ткани (приповерхностный слой), приобретает определенные свойства — его скорость значительно увеличивается. Это активно помогает моющему средству, растворенному в воде, более глубоко проникать в структуру ткани, а значит, эффективно отстирывать ткань. При механической же стирке скорость приповерхностного слоя жидкости относительно ткани приближается к нулю. Кроме того, ультразвук обладает дезинфицирующим действием, а также удаляет неприятные запахи.

После включения в воде или на воздухе устройства не подают никаких видимых для человека признаков работы. Но если положить ультразвуковой генератор на ладонь, можно почувствовать небольшую вибрацию. Это ощущение сугубо индивидуально, так как не все люди одинаково воспринимают звуковые частоты и колебания.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. В чем отличие ультразвука от звуковых волн, воспринимаемых человеком?

2. Что называют кавитационным пузырьком? Какой эффект получается при «схлопывании» кавитационных пузырьков?

3. Почему излучатель ультразвуковых колебаний имеет чаще всего форму шара или диска?

4. Попробуйте объяснить, зачем на блоках питания установлены светодиодные индикаторы.

Билет №16

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления или его признаков, объяснение явления при помощи имеющихся знаний

Пузыри

Вам наверняка приходилось наблюдать за пузырями, которые образу­ются на поверхности пенных растворов, при выдувании из трубочки специ­альных растворов. Какой они формы? Долго они живут или быстро исчеза­ют? Большие они или маленькие? Ведь вы наверняка наблюдали, как иголка или, например, скрепка, или лезвие может держаться на поверхности воды. Надо сделать это-только очень осторожно: положить эти предметы строго горизонтально, стоит только, начать опускать эти предметы наклонно, как они сразу идут ко дну. Значит, в первом случае что-то поддерживало их, но что?

Молекулы, расположенные не очень близко друг к другу, притягивают­ся. В твердых телах межмолекулярные силы притяжения настолько велики, что надо приложить очень большое усилие для расцепления молекул и раз­деления твердого предмета на части.

В жидкостях притяжение не настолько сильное, но оно существует и вполне ощутимо. Наблюдая капли росы, вы замечали их округлую форму. А капля воды, растекаясь по ровной поверхности, образует круг, а в центре приподнятый холмик. Несомненно, существует какое-то притяжение между молекулами воды, которое заставляет их собираться в единое целое. Силы притяжения сближают молекулы, находящиеся на внешней поверхности, как можно ближе к центру капли. В результате поверхность служит как бы пленкой, стягивающей всю массу жидкости. Говорят, что жидкость облада­ет поверхностным натяжением.

Пузыри тоже образуются за счет сил поверхностного натяжения. Добав­ление в воду моющих средств, например, мыла, ослабляют силы притяже­ния. На поверхности такого раствора уже практически невозможно удер­жать легкие предметы.

Пусть сначала поверхностное натяжение велико, как в случае с чистой водой. Наружный слой воды давит на воздух и сжимает его. Сжатый воздух пытается прорваться через пленку и, в конце концов, прорывает ее в каком-либо слабом месте — пузырь лопается.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Каким образом некоторые насекомые, например stenus, удерживаются на воде и даже используют силы поверхностного натяжения для того, чтобы двигаться?

1. Почему пузырь имеет всегда шарообразную форму?

2. Зависят ли силы поверхностного натяжения от температуры?

Билет №17

3.Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи физических знаний

Способности живых существ защищаться от холода

Реакции животных на разный тепловой режим жизнеобеспечения разнообразны. И все они направлены на регулирование уровня теплопередачи. Животные с высоким уровнем обменных процессов — птицы и млекопитающие — поддерживают постоянную температуру тела даже при значительных колебаниях температуры внешней среды. Тепло выделяется при биохимических реакциях внутри организма. Снижению теплопотерь способствуют опущение, оперение, шерстный покров, жировые отложения, темный окрас покрова.

Обратите внимание на птиц. Мелкие пташки — воробьи, синицы, снегири — зимой похожи на пушистые комочки с торчащими острыми клювиками. Они распушили свое оперение и окружили себя неподвижным слоем плохо проводящего тепло воздуха. Мудрая природа распорядилась так, что относительная длина перьев у маленьких птиц больше, чем у крупных. Маленькие птицы теряют больше тепла, им нужна лучшая защита от холода.

Теплопроизводительная способность живого существа зависит от объема тела, а потери тепла — от площади их поверхности. У мелких животных и детенышей соотношение потерь тепла к его притоку больше, чем у крупных, т.е. они поставлены в худшие условия. Дети должны замерзать быстрее, чем взрослые, но их спасает большая подвижность.

Человек, находясь вне жилища, защищается от холода аналогично: с помощью хорошей одежды, высококалорийного питания и двигательной активности.

Вопросы и задания

1. Назовите отличительную особенность теплопроводности как вида теплопередачи. Почему воздух является плохим проводником тепла?

2. В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте. Чем это можно объяснить? Почему в холодную погоду многие животные спят, свернувшись клубком?

3. Когда человеку холодно, его тело покрывается мурашками, он начинает дрожать. Какую роль играют эти защитные механизмы для увеличения внутренней энергии человека?

Билет №18

3.Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов

Принцип действия пузырьковой камеры

В начале пятидесятых годов прошлого столетия Дональд Глейзер придумал прибор, регистрирующий элементарные частицы. Он получил название пузырьковой камеры. Основная часть модели камеры — стеклянная колба с эфиром объемом несколько кубических сантиметров. Жидкость нагревается и находится под давлением около 20 атм. Специальное устройство позволяет быстро сбрасывать давление. Если во время «ожидания» пролетала заряженная частица, то вдоль следа появлялись пузырьки пара. Сфотографировав след, можно было снова повысить давление, пузырьки исчезали — и прибор снова в работе.

Почему пузырьки появлялись именно на пути частицы?

Возьмем две пробирки, одну из них тщательно вымоем, проследим, чтобы на стенках не было царапин или посторонних частиц, и наполним ее дистиллированной водой (приблизительно 10 см³). Во вторую пробирку нальем такое же количество водопроводной воды и еще бросим кусочек мела. Будем подогревать пробирки в одинаковых условиях и при отсутствии прямого соприкосновения с огнем.

В пробирке с водопроводной водой кипение начнется раньше, и процесс этот будет проходить достаточно спокойно и непрерывно, пузырьки пара образуются в основном на кусочке мела. В пробирке с дистиллированной водой процесс кипения начнется позже (при большей температуре) и будет происходить неравномерно. В лаборатории удается очистить сосуд и воду так хорошо, что кипение не наступает вплоть до температуры 140°С. Если в такую воду, названную перегретой, бросить крупинку, произойдет взрыв — так быстро образуются пузырьки с паром. Для того чтобы процесс кипения происходил равномерно, в сосуд помещают так называемые «кипелки» — обломки стеклянных и фарфоровых трубок, кусочки мрамора и т. п.

Описание описанных свойств жидкости связано с силами поверхностного натяжения, которые стремятся раздавить образовавшийся пузырек. Дополнительное давление тем больше, чем меньше радиус пузырька. Так что процесс кипения подавляется в самом зародыше. Именно потому однородную жидкость удается перегревать.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. С какой целью проводился эксперимент, описанный в тексте?

2. Почему в пробирке с водопроводной водой пузырьки образуются в основном на кусочке мела? Что является «кипелкой» для процесса кипения воды в обычном чайнике?

3. Объясните, как вы понимаете смысл понятия «перегретая жидкость».

4. Почему важнейшим условием работы камеры Глейзера является однородность жидкости и чистота ампулы?

Билет №19

3.Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи физических знаний

Как разгоняют облака?

Большое научное и практическое значение имеет проблема активных воздействий на атмосферные процессы с целью изменения погоды. Так, рассеяние в облаках некоторых реагентов изменяет развитие грозовых облаков и предотвращает выпадения града.

Наиболее плотные облака, защищающие нас от солнечного света и содержащие много влаги, находятся, как правило, на высоте 2—3 км и содержат много мельчайших капелек (10—100 мкм) переохлажденной воды при температуре ниже — 10°С. Чтобы уничтожить облако, необходимо вызвать появление крупных капель (более 1 мм) и кристаллов льда в тумане, после чего образовавшиеся крупные капли упадут на землю, и облако исчезнет. Для этого в облаках распыляют микрочастицы, которые служат так называемыми ядрами кристаллизации для образования крупных капель и кристаллов. В качестве таких частиц часто используют йодид серебра, кристаллическая структура которого очень похожа на гексагональную структуру кристаллов льда.

Другой способ осаждения облака — его охлаждение. Для этого над облаком разбрасывают кристаллы «сухого льда» (СО2), которые, охлаждая облако, вызывают усиленную конденсацию с образованием крупных капель и кристаллов льда.

Можно разбрасывать в облаках микроскопические крупинки гигроскопических солей (NaCl или КС1), которые, попав в облако, будут притягивать к себе влагу и разбухать, становясь зародышами больших капель. Однако этот метод, как и использование цементной пыли для осаждения облаков, считают экологически небезопасным.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Почему для осаждения облака необходимо получение крупных капель и кристаллов?

2. Почему в качестве «затравки» для образования крупных капель воды и кристаллов используют йодид серебра?

3. Каким образом кристаллы «сухого льда» усиливают конденсацию? В чём суть этого явления?

4. Объясните необходимость разумного влияния человека на атмосферные процессы.

БИЛЕТ № 20

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи­сание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических тер­минов, определение явления, его признаков или объяснение явле­ния при помощи имеющихся знаний

Броуновское движение

В своей повседневной жизни мы часто сталкиваемся с явлением диффу­зии — проникновением молекул одного вещества среди молекул другого (засолка продуктов, окраска тканей и т.д.). Причем чем выше температура веществ, тем процесс диффузии происходит быстрее. В 1827 г. английский ученый Р. Броун впервые наблюдал это явление, рассматривая в микроскоп взвешенные в воде споры плауна. Броуновское движение можно наблюдать и в газе. Вот как описывает броуновское движение немецкий физик Р. Поль. «Немногие явления способны так увлечь наблюдателя, как броуновское движение. Здесь наблюдателю позволяется заглянуть за кулисы того, что совершается в природе.

Перед ним открывается новый мир — безостановочная сутолока огром­ного числа частиц Быстро пролетают в поле зрения микроскопа мельчай­шие частицы, почти мгновенно меняя направление движения. Медленнее продвигаются более крупные частицы, но и они постоянно меняют свое направление движения. Большие частицы практически толкутся на месте. Их выступы явно показывают вращение частиц вокруг своей оси, которая постоянно меняет свое направление в пространстве. Нигде нет и следа сис­темы или порядка. Господство слепого случая — вот какое сильное, подав­ляющее впечатление производит эта картина на наблюдателя». Броунов­ским движением является дрожание стрелок чувствительных измеритель­ных приборов, которое происходит из-за теплового движения атомов дета­лей приборов и окружающей среды. Молекулярно-кннетическая теория броуновского движения была создана А. Эйнштейном в 1905 г.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какова причина броуновского движения?

2. Как влияет температура вещества на броуновское движение?

3. Наблюдается ли броуновское движение в твердых телах?

1. Кто окончательно построил теорию броуновского движения и экспе­риментально ее подтвердил?

БИЛЕТ №21

3. Текст по теме «Квантовая физика и элементы астрофизики», содержащий описание физических явлений или процессов, наблю­даемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понима­ние физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний

Какие они, звезды ?

Важнейшим источником информации о большинстве небесных объек­тов является их излучение. Наиболее ценные и разнообразные сведения о телах позволяет получить спектральный анализ их излучения. Этим мето­дом можно установить качественный и количественный химический состав светила, его температуру, наличие магнитного поля, скорость движения по лучу зрения и многое другое. Спектральный анализ основан на явлении дисперсии света. Известно, что свет распространяется в визе электромаг­нитных волн. Причем каждому цвету, входящему в спектр света, соответст­вует определенная длина электромагнитной волны. Длина волны света уве­личивается от фиолетовых лучей до красных приблизительно от 0,4 до 0,7 мкм. За фиолетовыми лучами в спектре лежат ультрафиолетовые лучи, не видимые глазом, но действующие на фотопластинку. Еще меньшую длину волны имеют рентгеновские лучи. За красными лучами находится область инфракрасных лучей. Они невидимы, но воспринимаются приемниками ин­фракрасного излучения, например, специальными фотопластинками.

Для получения спектров применяют приборы, называемые спектроско­пом и спектрографом. В спектроскоп спектры рассматривают, а спектро­графом его фотографируют. Для спектрального анализа различных видов излучения в астрофизике используют и более сложные приборы. Достаточ­но протяженные плотные газовые массы звезд дают непрерывные сплош­ные спектры в виде радужных полосок. Каждый газ излучает свет строго определенных длин волн и дает характерный для данного химического элемента линейчатый спектр. Наблюдения показывают, что звезды порой ме­няют свой блеск. Изменения в состоянии газа дают изменения и в спектре данного газа. По уже составленным таблицам с перечнем линий для каждо­го газа и с указанием яркости каждой линии определяют количественный и качественный состав небесных светил.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Как определяется химический состав звезд?

2. Как определяется качественный состав звезд?

3. Можно ли считать качественный анализ по спектрам излучения точ­ным?

4.Чем отличается спектроскоп от спектрографа?

БИЛЕТ № 22

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание физиче­ских явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повсе­дневной жизни. Задание на понимание физических терминов, опре­деление явления, его признаков или объяснение явления при по­мощи имеющихся знаний

Звуки

Задумайтесь о происхождении звуков — вот стукнула дверь, ударили кулаком по столу, проехала машина, стучат каблучки по полу. Звук всегда вызывается каким-либо механическим движением. Доски, стол, стены, большинство других предметов от толчков не приходят в видимое движе­ние, если только они не очень сильны. Но они способны несколько проги­баться, и в результате возникает их легкое движение вперед-назад (вибра­ция). Хорошо иллюстрирует природу колебаний туго натянутая струна или резиновый шнур. Предположим, что мы оттянули середину струны гитары из нормального положения. Струна натягивается, и. когда мы ее отпустим, она вернется назад, но в момент возвращения в свое нормальное положение она будет двигаться. Продолжая движение, постепенно замедляясь, она остановится, но уже по другую сторону от своего первоначального положе­ния. Теперь струна снова натянута и должна двигаться назад. Со временем, после многих таких колебаний струна вернется в состояние покоя.

Подобным способом происходят колебания твердых упругих предме­тов, если какой-то участок тела толкнуть и вывести из нормального состоя­ния. Колебания одной части предмета оказывают влияние на остальные части. Колеблющиеся участки тянут и толкают соседние, а те тоже начина­ют колебаться. В свою очередь, они приводят в движение окружающие их участки и т.д. Таким образом, колебания, созданные в одной точке тела, передаются другим его точкам по всем направлениям, так что через какое-то гремя колеблются все точки внутри сферы с центром в источнике коле­баний. Так распространяется звуковая волна в твердом материале.

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задание:

1. Одинакова ли скорость распространения звука в различных твердых материалах?

2. Только ли в твердых материалах распространяется звук?

3. Можно ли на Земле услышать гул двигателя космического корабля, пролетающего в открытом космосе?

БИЛЕТ № 23

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи­сание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических тер­минов, определение явления или его признаков, объяснение явле­ния при помощи имеющихся знаний

О природе теплоты

Задумывались ли над тем, как тепло проникает через твердые тела? По­чему испарение приводит к охлаждению?

Молекулы веществ находятся в непрерывном движении и все время взаимодействуют друг с другом. В жидкостях и газах они способны пере­двигаться на большие расстояния, причем в газах движение происходит более свободно, чем в жидкостях. В твердом теле молекулы только совер­шают колебания вблизи определенных мест Чем быстрее движутся моле­кулы, тем выше температура тела. При передаче тепла через твердый мате­риал распространяется не вещество, вроде воды или воздуха, а изменяется интенсивность колебаний молекул. Наблюдали ли вы, что происходит, ко­гда пища в кастрюле, поставленной на газовую плиту, разогревается? Дви­жение молекул горящего газа намного быстрее, чем у предметов с нормаль­ной температурой. Эти быстрые молекулы сталкиваются с молекулами ме­талла у дна кастрюли. И те начинают двигаться гораздо быстрее. Затем, в свою очередь, начинают двигаться быстрее молекулы, расположенные в верхних частях металла и так от молекулы к молекуле быстрое колебатель­ное движение распространяется через металл и достигает содержимого ка­стрюли.

А почему охлаждение, когда вода или любая другая жидкость испаряется? Жидкости отличаются от твердых тел тем, что молекулы в них могут вырываться из своего окружения и двигаться более или менее сами по себе. Межмолекулярных сил уже не хватает, чтобы удерживать молекулу в одном определенном положении, как это имеет место в твердых телах. Но силы притяжения в жидкости еше достаточно велики, чтобы удерживать, молекулы все вместе в объеме жидкости, налитой в сосуд. Во время своих перемещений по жидкости молекулы соударяются друг с дру­гом. Может случиться, что молекула, находящаяся недалеко от поверхно­сти, получит при соударении настолько большую скорость, что сможет вылететь из жидкости в воздух. Происходит процесс испарения. В жидко­сти остаются более медленные молекулы, которым соответствует более низкая температура. В результате при испарении жидкость охлаждается.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Что вы чувствуете, когда протираете кожу своей руки спиртом?

2. При одной и той же температуре, когда нам кажется теплее — в сы­рую погоду или в сухую?

3. Когда быстрее растает кусочек льда — закутанный в теплый шарф или положенный на тарелку?

БИЛЕТ № 24

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терми­нов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний

Тлеющий разряд

Кто из нас не любовался огнями ночного города? Красные, зеленые, огни в рекламных трубках. Как они создаются?

Если из трубок, которым можно придать разную форму, откачать воз­дух до давления порядка десятых и сотых долей миллиметров ртутного столба и на впаянные в трубку электроды подать напряжение порядка нескольких сотен вольт, то в трубке возникает свечение. Возникшее та­ким образом свечение получило название тлеющего разряда.

При тлеющем разряде почти вся трубка, за исключением небольшого участка возле катода, заполнена однородным свечением, называемым положительным столбом. Когда мы соединяем электроды трубки с источ­ником высокого напряжения, то свободные положительные ионы, имею­щиеся в газе даже при пониженном давлении, устремляются к катоду. При определенном разрежении, когда длина свободного пробега значи­тельна, скорость положительных ионов достигает такого значения, что с поверхности катода вырываются электроны, устремляющиеся к аноду. При своем движении электроны, сталкиваясь с нейтральными молекулами газа, возбуждают свечение газа и частично его ионизацию.

Если трубка наполнена неоном, возникает красное свечение, аргоном — синевато-зеленое свечение. В лампах дневного света используют раз­ряд в парах ртути

Тлеюший разряд получил применение в квантовых генераторах — газовых лазерах.

Ответьте на следующие вопросы к тексту:

1. Для чего понижается давление в газоразрядных трубках?

2. От чего зависит цвет свечения?

3. Где применяют трубки с тлеющим разрядом?

БИЛЕТ № 25

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов

Нет веса?

Проведем наблюдения за несколькими опытами.

Опыт № 1 Возьмем литровую пластиковую бутылку, проделаем в ней по вертикали несколько отверстий. Нальем в нее воды. Из отверстий будут бить под разными углами струи воды. В силу того, что давление на разных высотах разное, поэтому и углы разные.

Сбросим наполненную водой бутылку с некоторой высоты, например, можно встать на стул и сбросить бутылку с высоты вытянутой руки. Поче­му-то струи воды не хотят больше выливаться.

Опыт № 2. Нальем в бутылку с отверстиями снова воду. Подбросим бу­тылку вверх.

Увы! Вода при движении бутылки вверх снова не выливается.

Опыт № 3. Бутылку с отверстиями наполним водой и бросим ее под углом к горизонту, в заранее приготовленное ведро (можно вместо бутылки в этом опыте взять наполненный водой теннисный шарик) Вода снова не хочет выливаться, через отверстия. (Во всех опытах бутылка, наполненная водой, не закрывается пробкой.)

Во всех трех опытах стало отсутствовать давление верхних слоев воды на нижние. Проверим эти наблюдения на следующем опыте.

Опыт № 4. К дощечке прикрепим пружину от школьного динамометра, а к ней гирю порядка 300 г. Отметим фломастером насколько растянулась пружина. Снова встанем на стул и с высоты вытянутой вверх руки сбросим дощечку вниз. Предварительно попросим товарища последить за поведени­ем пружины. А ведет она себя «странно». Она за время своего падения не растягивается. Значит, грузы не оказывают действия на пружину во время свободного падения.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Что объединяло все эти опыты?

2. Как называется состояние свободного падения?

3. Где встречается состояние невесомости?

БИЛЕТ № 26

3. Текст по теме «Электромагнитные поля», содержащий ин­формацию об электромагнитном загрязнении окружающей среды. Задание на определение степени воздействия электромагнитных полей на человека и обеспечение экологической безопасности

Невидимое загрязнение

В последние годы повышенное внимание уделяется вопросам влияния электромагнитных полей на состояние здоровья населения и объекты при­родной среды. Основным источником электромагнитных полей на Земле является Солнце. Суммарная плотность потока электромагнитной энергии у поверхности Земли составляет 10^-10 — 10^-9 Вт/м² в период мощных сол­нечных вспышек. Использование электромагнитной энергии в различных областях человеческой деятельности привело к тому, что к существующим природному электрическому и магнитному полям добавились электромагнитные поля искусственного происхождения, уровень которых в несколько десятков раз превышает уровень естественного электромагнитного поля.

В последнее время отмечено резкое увеличение количества и видов новой техники, оборудования и устройств, эксплуатация которых сопровождается излучением электромагнитной энергии в окружающую среду. Это оборудование развивающегося радио- и телевизионного вешания, систем подвижной и персональной радиосвязи, энергетическое оборудование, со­временная бытовая техника, линии электропередачи.

Являясь биологически активным фактором, электромагнитное поле ис­кусственного происхождения оказывает неблагоприятное воздействие на человека и окружающую природную cpeду, что и было отмечено в 1989 г. Всемирной организацией здравоохранения, включившей этот фактор в чис­ло значимых экологических проблем.

Помните, что электромагнитные поля различаются по длине волны и частоте колебаний. Чем короче длина волны, тем больше частота колебаний и наоборот. Их подразделяют на высокочастотные, ультравысокочастотные и сверхвысокой частоты. Биологическая активность электромагнитных излучений возрастает с уменьшением длины волны, что приводит к большей «агрессивности» действия полей радиочастот по сравнению с полями промышленной частоты.

По предварительным оценкам, в России электромагнитному облучению гигиенически значимых уровней подвергаются приблизительно 70 % обшей численности населения, облучаемого вне производственной сферы (прожи­вающие вблизи воздушных линий электропередачи, в домах с электропли­тами и т.д.).

Самые опасные — поля СВЧ диапазона, волны миллиметровые, санти­метровые и дециметровые. По санитарным нормам в диапазоне СВЧ при круглосуточном облучении предельно допустимые уровни электромагнитного излучения достигают 5 мкВт/см².

Между интенсивностью электромагнитных полей, продолжительностью их воздействия и состоянием здоровья населения имеется однозначная связь. Она выражается в снижении иммуннологической реактивности организма, увеличении общей заболеваемости, распространенности болезней органов дыхания, нервной системы, болезней кожи, разрушения сетчатки глаз, увеличения онкологических заболеваний.

Применение американскими полицейскими радиотелефонов, работаю­щих в СВЧ диапазоне, привело к значительному увеличению числа заболеваний раком мозга.

Размещение садовых и дачных участков вблизи ЛЭП и радарных уста­новок приводит к тому, что электромагнитные поля воздействуют на чело­века не только снаружи, но и внутри здания.

Дети в возрасте до 15 лет в 2.7 раза чаще страдают злокачественными заболеваниями, подвергаясь действию электромагнитного поля с индукцией свыше 0,2 мкТл.

Регулярная работа с компьютером без применения защитных средств приводит к заболеванию органов зрения, к болезням сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта.

Не до конца изучено воздействие ЭМП на сельскохозяйственные объекты.

Недооценка электромагнитных полей как загрязнителя окружающей природной среды привела к ухудшению экологической ситуации в стране. Необходимо научно обосновать нормативные оценки степени загрязнения окружающей среды электромагнитными полями.

Чтобы в дальнейшем обеспечить экологическую безопасность и защи­тить население и природную среду от повреждающего действия ЭМП, не­обходимо детальное нормирование уровня электромагнитных полей раз­личных диапазонов в жилых помещениях, общественных зданиях и на при­легающих к источникам ЭМП территориях.

Ответьте на вопросы к тексту.

1. Что значит магнитное поле промышленной частоты?

2. Какие из бытовых приборов создают наиболее опасные электромаг­нитные поля?

3. Почему магнитные поля создаются лишь работающими приборами и установками?

4. Каковы предельно допустимые нормы электромагнитного излучения?