Архів якісних рефератів

Знайти реферат за назвою:         Розширений пошук

Меню сайту

Головна сторінка » Географія

Різноманітні природні явища на Землі (стаття)

Зміст

1.Чудо полюсів - північне сяйво

2.Блискавки, що б'ють увись

3. Ефект Доплера

1.Чудо полюсів - північне сяйво

Північне сяйво - сяйво на небі, що переливається, зачаровує своєю масштабністю та красою видовища. Найчастіше ці сяючі небесні стрічки бувають синьо-зеленого кольору, можуть бути присутніми вкраплення червоного або рожевого. Шириною вони більше 150 км, а довжиною - до 1600 км. Це сяйво нагадує собою величезні язики полум'я, танцюючі в нічному зоряному небі. Висвітлюючи атмосферу нашої планети, воно викликане процесами, що відбуваються на Сонці.

Наша зірка складається з атомів гелію та водню. А вони - з позитивних протонів та негативних електронів. Сонячна корона (газова надгаряча хмара навколо зірки) періодично викидає в космічний простір атомні частки у всіх напрямках. Швидкість цих частинок величезна - 960 км / с. Потоки цих частинок носять назву «сонячний вітер», який іноді буває особливо сильним та утворюється буквально з вихору частинок.

Досягаючи Землі, частинки сонячного вітру піддаються впливу її магнітного поля. Наша планета є гігантським магнітом. Силові лінії планетного магнітного поля, що проходять в просторі космосу, сходяться коло полюсів - Північного та Південного.

Летючі заряджені частинки потрапляють під вплив земного магнітного поля. І вони починають рухатися, як довгі промені уздовж силових ліній поля, що йдуть в області полюсів під землю. Магнітні полюси знаходяться поблизу Південного та Північного полюсів, але повністю не збігаються з ними. Частки сонячного вітру, що притягуються полем, потрапляють в атмосферу - і тут починається найцікавіше.

Заряджені електрони та протони в атмосфері взаємодіють з молекулами кисню та азоту. Це зіткнення стає результатом того, що деякі атоми втрачають свої електрони, інші навпаки - «розбурхують» додаткову енергію. Після того, як атом «заспокоїться», він випускає світловий фотон. Молекули азоту, що зазвичай втрачають електрони, починають випромінювати синє чи фіолетове світло. Якщо електрони не втрачаються, то промені будуть з червоної частини спектру. Молекули кисню ніколи не втрачають електронів і ними випускаються кванти червоного та зеленого.

Сяйво переливається на небі Північного полюсу практично щоночі. Поблизу Північної Америки та Скандинавії - від декількох десятків до декількох сотень разів у році. Іноді його можуть побачити навіть англійці та французи.

Так найдрібніші частинки з Сонця створюють неймовірно красиве полярне сяйво на Землі.

2. Блискавки, що б'ють увись

Наприкінці весни 1974 року двома літаками-винищувачами типу «МіГ-21" в складних метеоумовах здійснювався тренувальний політ, що проходив над узбережжям Чорного моря. Літаки вже рухалися в бік аеродрому, коли сталося різке погіршення погоди в місці посадки - прийшов грозовий фронт. Від синоптиків було попередження, що грозові хмари досягають у висоту 12 км. Обійти фронт було неможливо, і оскільки «МіГ-21" міг дозволити собі набрати висоту, більше зазначеної синоптиками, льотчики направили літаки вгору. Покажчик висотоміра показав 12 км, 13 і тільки на 14-тому вони піднялися над хмарами.

Пілот потім зізнався: йому в певний момент захотілося просто «натиснути на гальма»: зліва та справа трасу польоту в чорному вечірньому небі висвітлювали дві світні колон помаранчевого кольору, що вершинами йшли кудись у глибини космосу.

Було зрозуміло, що винищувачі не встигнуть обійти колони, для цього треба було б вчинити занадто крутий віраж. Єдиною можливістю було рухатися між ними. Оскільки все відбулося дуже швидко, пілоти винищувачів не встигли оповістити диспетчерів про події. Проскочили вдало. Сіли добре, а по прибутті на землю, вирішили не доповідати про те, що трапилося начальству.

Приблизно в цей самий час аналогічне явище виявив один американський пілот, що налітав понад 10 тисяч годин. Висота його польоту становила 12 - 15 км, гроза була досить сильною, а окремі хмари були заввишки в 15 - 18 км. В деякі моменти одночасно спалахувало кілька блискавок.

Пізніше пілот повідомив, що приблизно на сто блискавок одна-дві були спрямовані з хмари вгору, на висоту приблизно 40 км. Вони нагадували червоні товсті світлові стовпи, при цьому у таких блискавок не було відгалужень.

Перші метеорологічні повідомлення про розряди блискавок, що б'ють з хмар у космос, а не в землю, з'явилися ще в 20-х роках минулого століття, але їх визнали помилкою спостережень. Перше інструментальне підтвердження існування цих вертикально спрямованих вгору блискавок вдалося отримати дослідникам Румі та Атласу під час Міжнародного геофізичного року, в 1957 - 1958 рр. Вченим вдалося зафіксувати радіолокаційні відображення блискавок, що йдуть із хмар у висоту понад 20 км. Але й цих експериментів скептикам було недостатньо для того, щоб визнати факт існування блискавок, що б'ють вгору.

Становище різко змінилося лише в 70-і роки XX століття, після запуску супутників, які мають на борту спеціальну оптичну апаратуру, що реєструє інтенсивні світлові спалахи, а саме, американські типу «Вела», «Інсат» та радянські серії «Космос».

З супутником «Вела» сталася ситуація, що мало не викликала міжнародного скандалу. Завдання супутників цієї серії полягало у виявленні та реєстрації випробувань ядерної зброї. Перший супутник доповів майже відразу ж після запуску, що невідомими зловмисниками проводяться атомні випробування на території Південної Атлантики. Підозрювати в цьому стали, природно, ПАР, яка на той час не приховувала своїх ядерних амбіцій. Туди негайно попрямували найнадійніші агенти ЦРУ, а керівництво Америки почало готувати протест.

Але трохи пізніше такі ж сигнали були зафіксовані в Центральній Атлантиці, екваторіальній Африці та деяких районах Індійського океану. Даних було достатньо для того, щоб фахівці змогли зрозуміти природу таких сигналів. З'ясувалося, що їх походження криється в інтенсивних розрядах блискавок або «надблискавок», енергія яких у кілька разів вища за енергію звичайних блискавок. При цьому частина таких «надблискавок» спрямована вертикально в космос.

На сьогодні, використовуючи ракетні вимірювання, встановили, що крім шарів іоносфери, що знаходяться на висоті 80 - 200 км, на висоті 30 - 40 км розташований електропровідний шар, що отримав назву «Електросфера». Як з'ясувалося, розряди блискавки, що спрямовані в космос, а точніше, в електросфері, не є помилкою спостерігачів. Стали зрозумілими і умови, за яких ці розряди виникають: для їх появи грозова хмара повинна знаходитися вище тропосфери, значить, її вершина повинна бути вищою за 12 - 15 км, в основному це відбувається в час грози над тропіками. Якщо розглядати цю ситуацію з точки зору розподілу енергії, то хмарі стає зручніше розряджатися не вниз, а вгору.

У розряду, що направлений вниз, характер іскровий, простіше кажучи, звичайна блискавка являє собою гігантську іскру. Для розряду в електросфері потрібні інші умови. На таких висотах повітря значно розріджене, тому іскровий розряд приймає форму тліючого розряду. Така блискавка є досить довго існуючим розрядним стовпом. Така природа виникнення цих таємничих світлових колон над грозовими хмарами. Льотні настанови тепер вимагають змін: над дуже високими грозовими хмарами політ може бути неймовірно небезпечним, тому що потужність надблискавок може досягати 1 млн. та більше кіловат.

3. Ефект Доплера

Уявіть, що ви ведете міліцейський автомобіль з включеною сиреною на великій швидкості по вулицях мегаполісу. Звук сирени для вас буде рівним та монотонним. А тепер уявіть себе на місці пішохода, біля якого промчав цей автомобіль. Припустимо, ви чекаєте зеленого сигналу світлофора, коли біля вас промчала ця машина міліції. При цьому, чим більше вона до вас буде наближатися, тим вище буде ставати звук сирени. У міру віддалення сирена буде звучати все нижче та нижче, а потім і зовсім зникне. А причина такої розбіжності в сприйнятті звуку водієм та пішоходом полягає в тому, що поширення звукових хвиль у повітрі відбувається так само, як і морських хвиль по поверхні води.

Давайте спробуємо розібратися - хто правильно чує? І чи змінюється тональність звучання сирени? Не помиляється ніхто з цих двох: вони чують те, що і повинні чути. Причина того, як вони по-різному сприймають звук, полягає в ефекті Доплера. Те, що чується нами як звук, це хвилі, які розповсюджуються в повітрі. Молекули повітря коливаються через звук сирени. Хвиля є областю розрідження, яка потім стає областю стиснення. Цей процес повторюється багато разів за секунду і поширюється. Це і є звуковою хвилею. Чим ближче один до одного знаходяться однакові ділянки хвиль, тим вищий звук, а це означає, що тим більше його частота.

У нашому випадку під час наближення міліцейської машини хвилі звуку для пішохода стають ближчими один до одного з тої причини, що швидкості переміщення звуку та машини складаються. Чим менша відстань між хвилями звуку, тим вищий звуковий тон і тим вища частота. Коли машина віддаляється, відстань між хвилями поступово стає все більшою, тобто частота з часом зменшується і звук стає більш низьким. Люди, які знаходяться в машині та джерело звуку відносно один одного нерухомі. Тому тональність ніяк не змінюється. Щоб чути зміни тональності, слухач повинен переміщатися щодо джерела, або навпаки.

Ефект Доплера характерний не тільки для звукових хвиль. Візьмемо для прикладу хвилі світла. Якби на поліцейській машині замість сирени встановили ліхтар жовтого кольору, то наближаючись до спостерігача, спектр ліхтаря змістився б у бік синього кольору, а віддаляючись - у бік червоного. При звичайних явищах, оточуючих нас, швидкості зсуву відносно невеликі, тому нам не помітні зміни спектру світла. Однак, якби швидкість рухомої машини була близькою до швидкості світла або порівняна з нею - ми змогли б помітити згадані зміни.





Реферат на тему: Різноманітні природні явища на Землі (стаття)


Схожі реферати



5ka.at.ua © 2010 - 2016. Всі права застережені. При використанні матеріалів активне посилання на сайт обов'язкове.    
.