Odległości w Astronomi

Planety

Planety – to typ obiektów astrologicznych; ciała niebieskie o średnicy większej niż
1000 km, obiegające gwiazdę i nie mające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki oświetleniu ich promieniowaniem słońca. Obecnie znanych jest dziewięć planet należących do układu słonecznego: Merkury i Wenus – tzw. planety dolne, Ziemia oraz Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton – tzw. planety górne.
Spośród dziewięciu planet, gołym okiem możemy dostrzec tylko Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna. Jasność Urana znajduje się na granicy widoczności gołym okiem, natomiast Neptuna i Plutona można obserwować tylko przez teleskop.

Merkury

Merkury jest pierwszą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on stosunkowo niewielki, gdyż jego promień wynosi zaledwie 2439 km, a co za tym idzie masa jego stanowi zaledwie 5,6% masy Ziemi. Pod względem długości promienia zajmuje on zatem przedostatnie miejsce w Układzie Słonecznym. Mniejszy od niego jest już tylko Pluton.
Merkury krąży w odległości 57,91 mln kilometrów od Słońca, a więc mniej więcej w połowie drogi między Ziemią
a Słońcem. Obieg wokół Słońca po orbicie zajmuje mu ok. 88 dni. Natomiast obrót wokół własnej osi zajmuje mu 58,7 dnia (merkuriańska doba). Wynika więc z tego, że doba na Merkurym trwa aż 2/3 roku. Spowodowane jest to prawdopodobnie mocnym oddziaływaniem grawitacyjnym Słońca, które ma zapewne wpływ na zwolnienie ruchu wirowego.
Wynikiem tak wolnej rotacji Merkurego jest to, że każde miejsce na tej planecie jest nieprzerwanie, przez trzy miesiące oświetlone światłem słonecznym, co doprowadza do osiągnięcia temperatury nawet 430oC na oświetlonej części planety. W tym samym czasie natomiast na nieoświetlonej części planety temperatura spada nawet do -170oC.

Wenus

Wenus jest drugą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Znana jest również pod nazwą Jutrzenki i jest najjaśniejszym ciałem niebieskim na niebie po Słońcu
i Księżycu. Wenus jest bardzo podobna do Ziemi, o czym świadczy kulisty kształt zbliżony do ziemskiego. Ma również bardzo podobny rozmiar: średnica wynosi 12100 km, co stanowi 0,95 średnicy Ziemi. Jej masa wynosi 0,82 masy Ziemi. Wenus obiega Słońce
w odległości 108 mln kilometrów po prawie idealnie kolistej orbicie. Dokładny obieg trwa 224,7 dnia i jest krótszy od jednego obrotu wokół własnej osi trwającego 243 dni. Powoduje to, że wenusjańska doba jest dłuższa od wenusjańskiego roku. Kolejną ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę jest obrót planety wokół własnej osi. Wenus obraca się w stronę przeciwną niż robią to inne planety w Układzie Słonecznym. Obrót taki powoduje zjawisko wschodu Słońca na zachodzie, a zachodu Słońca na wschodzie.

Ziemia

Ziemia jest trzecią według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest ona największa ze wszystkich planet wewnętrznych. Średnica planety wynosi 12756 km,
a więc promień równikowy ma 6378 km i jest on dłuższy od promienia biegunowego, co jest spowodowane ruchem wirowym planety. Równik Ziemi, czyli najdłuższy równoleżnik (obwód) ma 40070 km. Ziemia krąży
w średniej odległości 150 mln km od Słońca po orbicie
w kształcie elipsy. Najbliżej Słońca znajduje się 3 stycznia,
a odległość wynosi wtedy 147 mln km (peryhelium). Najdalej od Słońca jest natomiast 4 lipca, kiedy to jej odległość wynosi 152 mln km (aphelium). W trakcie ruchu obiegowego oś ziemska nachylona jest do płaszczyzny orbity pod kątem 66o 33`. Czas, jaki zajmuje Ziemi okrążenie Słońca wynosi 365,2564 dnia, natomiast jeden pełny obrót wokół własnej osi planeta robi w czasie 23 godz. 56 min 4,09 s.

Mars

Mars jest czwartą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jego rozmiary nie dorównują rozmiarom Ziemi, są nawet o wiele mniejsze (aż o połowę). I tak średnica planety wynosi 6786 km, a zatem promień równikowy ma
3393 km i jest o 18 kilometrów dłuższy od promienia biegunowego Marsa, czego powodem jest ruch wirowy planety. Masa planety jest równa 10% masy Ziemi, a gęstość wynosi
3,9 g/cm3. Tak małą gęstość planety powoduje prawdopodobnie jądro planety zbudowane z żelaza, ale posiadające niewielkie rozmiary. Dużo żelaza znajduje się również
w powierzchniowych warstwach planety, dzięki czemu zawdzięcza ona sobie czerwoną barwę. Okres obrotu Marsa dookoła własnej osi jest bardzo zbliżony do ziemskiego i wynosi 24 godz. 37 min. 27 s. Mars obiega Słońce po swojej orbicie w odległości równej 1,5 odległości Ziemi od Słońca, czyli dokładnie odległość ta wynosi ok. 228 mln km. Jeden obrót wokół Słońca zajmuje Marsowi ok. 687 dni ziemskich.

Jowisz

Jowisz jest piątą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on zarazem największą
i najcięższą planetą. Średni promień Jowisza wynosi
ok. 71000 km i jest jedenaście razy większy od promienia Ziemi. Różnica pomiędzy promieniem równikowym,
a biegunowym jest bardzo duża, bo ok. 4500 km, a jest to spowodowane szybkim ruchem wirowym planety. Obrót wokół własnej osi zajmuje Jowiszowi 9,9 godziny. Jowisz krąży wokół Słońca w odległości 778,4 mln km po swojej orbicie. Obieg wokół Słońca zajmuje mu 11 lat 315 dni.

Saturn- szósta planeta Układu Słonecznego według oddalenia od Słońca. Jest to gazowy olbrzym, drugi pod względem masy i wielkości po Jowiszu, a przy tym paradoksalnie o najmniejszej gęstości ze wszystkich planet całego Układu Słonecznego. Saturn znany był już w świecie starożytnym. Charakterystyczną jego cechą są pierścienie składające się głównie z lodu i (w mniejszej ilości) z odłamków skalnych. Nazwa planety pochodzi od imienia rzymskiego boga – Saturna.

Uran

Uran jest siódmą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest on trzeci spośród czterech gazowych olbrzymów. Został on odkryty w 1871r. przez Fredericka Williama Herschela. Uran zaskakuje nas tym, że jako jedyna planeta Układu Słonecznego posiada oś, która znajduje się w płaszczyźnie ruchu obiegowego wokół Słońca, a pierścienie, które posiada są prostopadłe do tej płaszczyzny. Oznacza to więc, że Uran wiruje leżąc na boku. Pory roku trwają więc na nim po ?pół roku?, czyli po 42 lata. Strefa zimna, czyli odwrócona od Słońca posiada temperaturę, od -271oC do -268oC, natomiast strefa ciepła, zwrócona ku Słońcu posiada temperaturę -213oC. Uran obiega Słońce w odległości prawie 3 mld km (2,871 mld km). Obieg taki zajmuje planecie 84 lata. Obrót wokół własnej osi zajmuje mu ok. 17 godzin, dzięki czemu ma on mniejsze spłaszczenie niż Jowisz i Saturn. Masa planety jest piętnaście razy większa od masy Ziemi, zaś gęstość wynosi 1,2g/cm3. Promień planety ma długość ok. 26200 km.

Neptun

Neptun jest ósmą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Został on odkryty w 1846r. przez Johanna Gallego. O tej planecie nie wiedzieliśmy prawie nic, aż do
25 sierpnia 1989r., kiedy to sonda ?Voyager? zbliżyła się do Neptuna na odległość 4850 km. Jest on najbardziej oddalonym gazowym olbrzymem. Znajduje się w odległości 4,5 mld km od Słońca. Jeden obieg dookoła Słońca zajmuje mu blisko 165 lat, natomiast jeden obrót wokół własnej osi trwa ok.18 godzin. Jego promień wynosi ok. 24700 km. Masa Neptuna jest równa 17 masom Ziemi, a jego gęstość wynosi 1,7g/cm3.

Pluton

Pluton jest ostatnią, dziewiątą według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Został on odkryty dopiero w 1930r. przez astronoma amatora. Był nim Clyde Tombaugh. Niektórzy sądzą, że Pluton nie jest planetą i coraz częściej jest on zestawiany z Neptunem, ponieważ sądzi się, że w przeszłości mógł być on jego księżycem. Pluton posiada jeszcze jedną bardzo charakterystyczną cechę. Jego orbita jest dużo bardziej nachylona w stosunku do płaszczyzny ekliptyki niż orbity innych planet, bo kąt jej nachylenia wynosi 17o. Kolejną dziwną cechą Plutona jest to, że jego orbita przecina orbitę Neptuna, a peryhelium Plutona jest bliższe Słońca (4,43 mld km) niż peryhelium Neptuna
(4,46 mld km). Wynika, więc z tego, że Pluton przez pewien okres czasu nie jest najdalszą planetą w Układzie Słonecznym.

Bibliografia:

§ Detlev Block: Astronomia dla każdego
§ Encyklopedia powszechna PWN
§ Świat Wiedzy:
- Planeta Ziemia
- Atlas Świata
§ Jean Audouze, Jean-Pierre Chieze: Narodziny Wszechświata
§ Portale internetowe:
- Onet
- Interia
- WP

Posted in Astronomia | Leave a comment

Ruch

ruch drgający: ruch tłoków w silnikach spalinowych ruch strun gitary bicie serca a także ruch cząst. w ciałach stałych ruch harmoniczny: będzie wtedy kiedy uda nam się wytworzyć sytuację w której opory ruchu byłyby pomijalne małe. oscylator hormoniczny: to wahadło, ciało wykonuje drgania harmoniczne. deficyt miary: jest wtedy gdy masa układu traktowanego jako całość jest mniejsza od sumy mas składników. rezonans: to znaczne wzmożenie drgań elektr. układów wew. elektr. lub optycznych pod wpływem działającej na niej siły zewnętrznej o częstotliwości zbliżonej do częstotliwości drgań własnych tych układów. menisk wklęsły: jeśli siły oddziałowywały między cząsteczkami cieczy i ścianki są większe od sił między cząsteczkami cieczy, powierzchnia cieczy w pobliżu ścianek zakrzywia się w górę. menisk wypukły: jeśli siły między cząsteczkami cieczy i ścianek są małe powierzch. cieczy w pobliżu ścianek zakrzywia się w dół. siły spójności: to siły które działają między cząsteczkami tej samej sub. działanie tych sił powoduje powstanie meniska wypukłego. siły przylegania: siły odpowiedzialne za istnienie menisku wklęsłego. są to siły które działają pomiędzy cząsteczkami danej cieczy a innej substancji. menisk: to powierzchnia rozdzielająca od siebie dwie fazy płynne – gaz i ciecz lub duże niemieszające się z sobą ciecze przybiera kształt płaskiej powierzchni. przewód: substancja która dobrze przewodzi prąd elekt. a przewodzenie prądu ma charakt. elektronowy. pół – substancja krystaliczna lub substancja w której występuje zjawisko koncentrowania ładunków swobodnych.
ruch harmoniczny:
-> wielkość fizyczna
-> wychylenie, oznaczone literą x
-> amplituda (A)
-> okres drgań (T)
-> częstotliwość drgań (f)
cechy ruchu:
* ruch okresowy, periodyczny
* w max wychyleniu ciało osiąga prędkość równą 0 a przechodząc przez położenie równowagi prędkość ma wartość najwyższą.
* ciało od max wychylenia do połowy równowagi porusza się ruchem przyśp. a od położ.równowagi do max wychylenia ruchem opóźn.
cechy gazu:
* nie mają określonego kształtuani objętości
* wypełniają zbiornik w jakim się znajdują.
* jeśli zbiornik ma ruchome ścianki to ustala się równo. w której cząsteczka gazu wewnątrz zbiornika i powietrza na zewnątrz zbiornik działające na to siłami o jednakowych wartościach takich samym kierunku i przeciwnych zwrotach.
* są ściśliwe
* charakterystyczna temperatura, ciśnienie i objętość.
* istnieje model gazu doskonałego
* między cząsteczkami gazu w warunkach normalnych jest dużo wolnego miejsca
* obserwujemy ruchy Browna
* występowanie ruchów Browna jest zjawiskiem dyfuzji.
ciecze:
* przyjmuje kształt naczynia w którym się znajduje.
* posiadają
* są przewodnikami ciepła
* nie są ściśliwe
* cząsteczki cieczy poruszają się
* im wyższa temperatura tym cząsteczki ciała są bardziej rozproszone.
* działają siły napięcia powierzchniowego.
* działają siły spójności i siły przylegania.
ciała stale:
-> kryształy
-> polimery
-> amorficzne.

Posted in Ściągi | Leave a comment

Wiek elektroniki

WIEK ELEKTRONIKI

Elektronika to dziedzina techniki i nauki zajmująca się wytwarzaniem i przetwarzaniem sygnałów w postaci prądów i napięć elektrycznych i pól elektromagnetycznych, obejmujący praktyczne wykorzystanie zjawisk ruchu swobodnego elektronów w próżni, gazach i ciałach stałych. Elektronika zajmuje się teorią działania, konstrukcją i technologią przyrządów elektronowych (lamp elektronowych i przyrządów półprzewodnikowych). Elektronika znajduje zastosowanie między innymi w takich dziedzinach, jak medycyna, informatyka, teleelektronika, bionika.

Elektronikę dzielimy na próżniową (łącznie z elektroniką gazów) i półprzewodnikową ( ciała stałego). Podział ten następuje ze względu na ośrodek, w którym odbywa się ruch elektronów.

Elektronika próżniowa zajmuje się lampami elektronowymi (próżniowymi i gazowymi), a także innymi próżniowymi przyrządami elektronowymi, jak np. mikroskopy elektronowe, akceleratory cząstek naładowanych itp.

Elektronika półprzewodnikowa zajmuje się właściwościami elektronowymi półprzewodników przyrządami półprzewodnikowymi, takimi jak diody, tranzystory, układy scalone, tyrystory, termistory. Z elektroniką półprzewodnikową ściśle wiąże się mikroelektronika.

Dioda to dwuelektrodowy przyrząd lampowy lub półprzewodnikowy zawierający anodę i katodę (elektrody), który przewodzi prąd tylko w jednym kierunku. Dioda jest wykorzystywana w prostownikach prądu. Dwie najpopularniejsze konstrukcje diody to dioda próżniowa (lampowa) i półprzewodnikowa.
Tranzystor, inaczej trioda półprzewodnikowa to trójzłączowy półprzewodnikowy element elektroniczny. Posiada on zdolność wzmacniania sygnałów elektrycznych. Obecnie jest wykonywany głownie z krzemu.
Mikroelektronika to dziedzina elektroniki, która zajmuje się procesami produkcji układów scalonych i innych urządzeń elektronicznych o bardzo małych rozmiarach.

Układ scalony to zminiaturyzowany układ elektroniczny zawierający od setek do wielu milionów elementów składowych (tranzystorów, diod, rezystorów, kondensatorów…). Są one produkowane masowo. Skutecznie usuwają szum impulsowy z obrazu wideo zakłóconego w czasie transmisji. Pobierają mało mocy z zasilacza. Do układu scalonego jest wymagana mała powierzchnia krzemu. Jest on tani.

Posted in Referaty | Leave a comment

Fale wokół nas

Wielkości charakterystyczne fal to: długość fali, szybkość fali, amplituda, częstotliwość, okres. Długość fali jest to odległość pomiędzy powtarzającymi się fragmentami fali. Oznacza się ją grecką literą ?. Szybkością fali nazywamy jej prędkość. Amplituda to największe wychylenie ciała z położenia równowagi, natężenie drgań. Częstotliwość określa, jak często występują drgania. Natomiast okres oznacza odcinek czasu pomiędzy kolejnymi szczytami lub dolinami, czyli czas w jakim fala przebędzie w ośrodku drogę równą swej długości.
Fale można podzielić na różne sposoby. Jeden z nich to podział ze względu na kierunek drgań cząsteczek:
-fale podłużne-cząsteczki drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali, np. fale dźwiękowe,
-fale poprzeczne- mają prostopadły kierunek drgań do kierunku rozchodzenia się fali, np. fale morskie, fale elektromagnetyczne.
Inny podział następuje ze względu na rodzaj zaburzenia ośrodka, są między innymi:
-fale harmoniczne-inaczej sinusoidalne, powstają one w wyniku drgań harmonicznych źródła i rozchodzą się w ośrodku jednowymiarowym np. lince,
-impulsy falowe- źródłem tej fali jest jednorazowe zaburzenie w ośrodku materialnym.
Istnieje też podział, który zależy od liczby wymiarów niezbędnych do opisu kierunku rozchodzenia się energii:
-jednowymiarowe-inaczej liniowe, rozchodzące się w jednym kierunku
-dwuwymiarowe-fala kolista, które rozchodzą się we wszystkich kierunkach,
-fale trójwymiarowe-fala kulista, to fala, której czoło ma kształt kuli.
Mamy również fale mechaniczne. Są one zaburzeniem rozchodzącym się w ośrodkach sprężystych. Przykładami fal mechanicznych są fale morskie, fale dźwiękowe, fale ciśnienia. Istnieje też fala elektromagnetyczna, rozchodzi się ona w przestrzeni zaburzenia pola elektromagnetycznego. Nie powoduje ona przesuwania punktu ośrodka, gdyż elementem przemieszczenia w fali nie jest materia, ale energia.
Prawa rządzące rozchodzeniem się fal to:
-odbicie- to zmiana kierunku rozchodzenia się fali (refrakcja fali) związana ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi do innego ośrodka. Inna prędkość powoduje zmianę długości fali, a częstotliwość pozostaje stała. Odbicie może dawać obraz lustrzany lub może być rozmyte. Zachowuje wtedy tylko właściwości fali, a nie dokładny obraz jej źródła.

-załamanie- zmiana kierunku rozchodzenia się fali z odmiennymi prędkościami podczas przejścia z jednego ośrodka do drugiego.
-dyfrakcja ? to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali.
- interferencja ? nakładanie się fal pochodzących z różnych źródeł, co prowadzi do ich wzmacniania lub wygaszenia.
Szczególnym przypadkiem interferencji fal jest fala stojąca. Powstaje w wyniku nałożenia się na siebie fali biegnącej z falą odbitą.
Zjawisko Dopplera zachodzi między źródłem fali (np. dźwiękowej, świetlnej), a jej odbiornikiem. Polega ono na tym, że wzajemna zmiana położenia źródła fali i jej odbiornika powoduje zmianę częstotliwości fali, a dokładniej, gdy odległość miedzy źródłem, a odbiornikiem fali rośnie, to częstotliwość fali maleje i odwrotnie. Przykłady tego zjawiska:
*Dźwięk jadącej sąsiednią ulicą miasta (nie wprost na obserwatora) karetki najpierw jest wysoki, kiedy ta jest daleko, obniża się stopniowo w miarę jazdy karetki.
* Światło gwiazdy charakteryzują linie widmowe zależne od znajdujących się w nich atomów. Jeżeli gwiazda oddala się (ucieka) od obserwatora, to linie widmowe będą przesunięte w kierunku czerwieni (większych długości).

Hiperdźwięki to dźwięki o częstotliwościach ponad 100MHz.
Dla fal dźwiękowych o tak dużej częstotliwości długość fali jest porównywalna z długością fal świetlnych, co sprawia, że światło ulega rozproszeniu na niejednorodnościach ośrodka wywołanych rozchodzeniem się fali sprężystej
Ultradźwięki to fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za granicę uważa się 20 kHz, choć dla większości ludzi granica ta jest znacznie niższa. Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz.
Ultradźwięki dzięki małej długości fali pozwalają na uzyskanie dokładnych obrazów przedmiotów. Urządzenie, które umożliwia obserwację głębin morskich to sonar. Jego zastosowanie to lokalizacja wszystkich obiektów zanurzonych w wodzie. Sonary wykorzystywano w okrętach podwodnych. Ultradźwięki znajdują także zastosowanie w medycynie. Za pomocą urządzenia generującego i rejestrującego fale ultradźwiękowe- ultrasonografu można uzyskać obraz narządów wewnętrznych. Ultradźwięki były też stosowane w pamięciach rtęciowych we wczesnych komputerach w latach pięćdziesiątych XX w. Kolejnym przykładem mogą być nietoperze, które w czasie lotu wydają średnio 20-30 ultradźwięków na sekundę, natomiast gdy zbliżają się do przeszkody ok. 200/sekundę. Potrafią bezbłędnie odróżnić echo własnych dźwięków od innych, nawet o tej samej częstotliwości. Odbioru własnych sygnałów nie zakłócają nawet hałasy otoczenia.
Infradźwięki to fale dźwiękowe niesłyszalne dla człowieka, ponieważ ich częstotliwość jest za niska (mniejsza od 20Hz), aby odebrało je ucho. Mimo, że są one niesłyszalne przez ludzi, to przy odpowiednim poziomie ciśnienia akustycznego mogą oddziaływać, powodując nudności, zaniepokojenie, uczucie ucisku w uszach, dyskomfortu, senności i podobne objawy. W naturze towarzyszą eksplozjom, trzęsieniom ziemi, wyładowaniom atmosferycznym itp. Infradźwięki są słabo tłumione w skorupie ziemskiej i w wodzie. Mogą się rozchodzić na znaczne odległości. Infradźwięki można zarejestrować podczas wybuchów wulkanów, grzmotów, silnych wiatrów, trzęsień ziemi, czy w pobliżu dużych wodospadów. Wyżej wymienione zjawiska można nazwać naturalnymi źródłami infradźwięków. Sztucznymi natomiast są: pojazdy samochodowe (głównie ciężkie), samoloty, helikoptery, przemysł- sprężarki tłokowe, pompy próżniowe i gazowe, wieże wiertnicze, turbodmuchawy, różne eksplozje, drgania mostów, urządzenia chłodzące i ogrzewające powietrze, wieże chłodnicze, rurociągi i głośniki.
Defektoskopia ultradźwiękowa to rodzaj nieniszczącej metody wykrywania wad urządzeń technicznych i produktów przemysłowych.
W defektoskopii ultradźwiękowej bada się rozchodzenie się fali akustycznej wysokiej częstości w danym przedmiocie. Stosuje się tu metody: echa, cienia, rezonansu, impedancji oraz drgań własnych.

Posted in Referaty | Leave a comment

Maszyny proste. Wykorzystanie dźwigni dwustronnej

Od najdawniejszych czasów ludzie konstruowali urządzenia zwane maszynami, które ułatwiały im wykonywanie pracy. Maszyny mogą być bardzo skomplikowane (np. skrzynia biegów w samochodzie) lub proste (np. nożyczki do papieru). Do tzw. Maszyn prostych, które ułatwiają wykonywanie pracy przez zastąpienie jednej siły inną ? o innej wartości, kierunku, zwrocie i punkcie przyłożenia lub o zmienionej przynajmniej jednej z tych cech siły, należy dźwignia dwustronna. Innymi przykładami maszyn prostych są: dźwignia jednostronna, kołowrót, klin (równia). Według słownika maszyny proste to ?proste urządzenia zastępujące pracę siły na określonej drodze pracą innej siły (zwykle mniejszej) na zmienionej drodze (zwykle dłuższej)?.
Dźwignia dwustronna jest najczęściej stosowaną na co dzień maszyną prostą, używana jako ?wzmacniacz siły?. Na jednym końcu dźwigni działamy siła o małej wartości, aby na jej drugim końcu otrzymać siłę o dużej wartości. Żeby samemu wykonać taką maszynę potrzebujemy na przykład dwie bateryjki ustawione w odległości ok. 4 cm od punktu podparcia dźwigni. Równoważą one jedną bateryjkę ustawioną w odległości dwa razy większej. Dźwignia dwustronna to zazwyczaj kawałek belki lub drążka. Do uruchomienia tej maszyny potrzebny jest jeszcze dodatkowy, wystający ponad podłoże, punkt podparcia i ciężar do podnoszenia (lub siłę do pokonania). Punkt podparcia jest jednocześnie punktem wokół którego obraca się dźwignia (osią obrotu). Najczęściej jednak dźwigni używa się w przypadku, gdy jedną z sił (najczęściej dużą siłę) chcemy “pokonać” za pomocą innej – mniejszej. Dlatego mówimy wtedy o dwóch odrębnych siłach:
?sile użytecznej (czyli tej która ostatecznie jest nam do czegoś potrzebna) – zazwyczaj jest to większa z sił.
?sile działania – jest to siła, którą musimy podziałać, by za pomocą dźwigni “zamienić ją” na siłę użyteczną.

Dźwignia dwustronna ma oś obrotu położoną pomiędzy siłą działania, a siłą użyteczną. Taki układ powoduje, że obie wymienione siły mają przeciwne zwroty. Na rysunku pokazany jest przykład gdy działając w dół siłą mniejszą od ciężaru obciążnika, można ten ciężar zrównoważyć i w efekcie podnieść ciało do góry.

Dźwignia dwustronna posiada dwa ramiona, które nazywają się:
?ramię siły użytecznej
?ramię siły działania

Zysk na sile, jaki osiągniemy stosując dźwignię (przekładnia dźwigni) dany jest wzorem:

Głównymi zaletami ze stosowania dźwigni dwustronnej przy podnoszeniu ciężarów (w porównaniu do dźwigni jednostronnej) są:
?fakt, że siłą działa się z góry, a przecież w wielu sytuacjach łatwiej jest się oprzeć na drążku niż go podnosić.
?ciężar drążka stanowi tu mniejsze dodatkowe obciążenie, ponieważ ciężar obu ramion nawzajem się równoważy
Przykład zastosowania dźwigni dwustronnej – za pomocą siły 50 N można podnieść ciężar 100 N.

Analizując ten przykład,(patrz załącznik) stwierdzamy, że dźwignia dwustronna jest w równowadze, gdy iloczyn długości lewego ramienia r1 i wartości ciężaru zawieszonych na nim odważników F1 jest równy iloczynowi długości prawego ramienia r2 i wartości ciężaru zawieszonych na nim odważników F2, czyli:

F1 . r1 = F2 . r2

Jest to warunek równowagi dźwigni dwustronnej.

Posted in Referaty | Leave a comment

Lasery, masery oraz ich zastosowanie

Fizyka kwantowa nazywamy dział, którego podstawą jest teoria kwantów. Jest to teoria fizyczna opisująca procesy, w których biorą udział mikrocząsteczki , uwzględniająca niedociągłości (skokowośc zmian) wielkości fizycznych charakteryzujących stany mikrocząsteczek.
Tematem mojego referatu są lasery, masery oraz ich zastosowanie.
Obie nazwy pochodzą od pierwszych liter angielskiej nazwy zjawiska :Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation (czyli ?wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania ??) i Microware Amplification…..(czyli ??wzmocnienie mikrofal…?)

Maser jest to urządzenie emitujące strumień promieniowania elektromagnetycznego w zakresie mikrofalowym. Maser wytwarza wiązkę promieniowania mikrofalowego o wysokiej energii. Mikrofale mają długość fali rzędu kilku centymetrów. Wzbudzone cząsteczki gazów mogą oddawać energię w postaci mikrofal. Emisja mikrofal może mieć charakter spontaniczny (cząsteczka promieniuje samorzutnie) lub wymuszony, co wykorzystano do budowy masera. Wymuszanie prowadzi do jednoczesnego oddawania energii przez wiele cząstek naraz. Uzyskane w ten sposób mikrofale mają wiele niezwykłych własności. Pierwszy doświadczalny maser uruchomił w roku 1953 amerykański uczony Charles H. Townes (nagroda Nobla w roku 1964 wraz z Rosjanami N.G. Basowem i A.M. Prochorowem). Ponieważ masery wytwarzają promieniowanie o bardzo dobrze określonej częstotliwości, mogą być użyte jako zegary. Masery stosuje się jako wzmacniacze w komunikacji satelitarnej i radioastronomii. Znajduje zastosowanie w technice wojskowej , między innymi w radiolokacji, telekomunikacji i łączności satelitarnej.

Pokrewnym urządzeniem masera jest laser, będący kwantowym generatorem światła. Lasery emitują monochromatyczne i spójne (koherentne, czyli zgodne w fazie) fale świetlne.

Lasery dzielą się na:
?krystaliczne,
?szklane,
?gazowe,
?półprzewodnikowe,
?cieczowe.
Jednym z pierwszych laserów krystalicznych był laser rubinowy. Energia tu jest przekazywana bezpośrednio atomom umieszczonym w węzłach sieci krystalicznej rubinu. Powoduje to nagrzewanie się kryształu. Jest to światło czerwone, a laser rubinowy przetwarza energię promieniowania rozproszonego lampy (pompy optycznej) w promieniowanie spójne. Za pomocą lasera rubinowego można osiągnąć moc w impulsie rzędu 109 W.
Laser szklany jest jedynym z najbardziej wydajnych laserów , może pracować w sposób ciągły i impulsowy. Ze względu na dużą moc promieniowania laserów szklanych wykorzystuje się je między innymi do spawania, obróbki materiałów , inicjowania kontrolowanej syntezy termojądrowej itp.
Lasery gazowe jako ośrodek aktywny wykorzystują gaz umieszczony w wąskiej długiej rurze. Do wzbudzenia atomów gazu używa się nie światła, lecz wyładowań elektrycznych. Rura szklana nosi nazwę rury wyładowczej. Na końcach rury , której długość może wynosić od kilkudziesięciu centymetrów do kilku metrów, zatopione są ażurowe elektrody, do których doprowadza się stałe napięcie elektryczne. W laserach gazowych większej mocy napięcie to wynosi 10kV. Wymusza ono przepływ prądu , którego wartość może dochodzić do 100 mA. Po obu stronach rury wyładowczej zamocowane są zwierciadła. Jedno ze zwierciadeł jest całkowicie odbijające, a drugie ? półprzeźroczyste. Lasery gazowe znajdują zastosowanie w miernictwie i wielu innych dziedzinach techniki, w których nie jest wymagana duża moc wiązki.
Lasery półprzewodnikowe wykonywane są z odpowiednio przygotowanego monokryształu arsenku galu /GaAs/. Sprawność laserów półprzewodnikowych jest bardzo duża, dochodzi do 50%, a nawet i 100% (sprawność laserów innych typów jest o rząd wielkości mniejsza).
Wraz z pojawieniem się laserów w początkach lat sześćdziesiątych przepowiadano nastąpienie nowej ery w nauce i technice. Nastąpiło jednak rozczarowanie. Lasery początkowo nie spełniły pokładanej w nich nadziei. Z laserami wiązano możliwości dokładnej obróbki materiałów, wykonywania otworów w twardych przedmiotach, cięcia arkuszy blach itp.

Dziś lasery stosuje się do cięcia blach, cięcia materiałów o małej przewodności cieplnej (np. metale takie jak miedź czy aluminium), wywiercania (a raczej wypalania) otworów, kontrolowanego kruszenia i rozłupywania różnych materiałów. Laserów o dużej mocy można by używać jako broni do bezpośredniego rażenia przeciwnika ? czegoś w rodzaju uwspółcześnionych ??promieni śmierci?? ze wczesnych powieści science-fiction. Są one jednak o wiele bardziej efektywne nie jako broń w ścisłym tego słowa znaczeniu , a jako urządzenia odszukujące i oznaczające cele, niszczone następnie przez rakiety naprowadzane wiązką świetlną. Znajdujące się na polu walki, obiekty przeciwnika oświetlane są wiązką promieni laserowych. Następnie wystrzeliwuje się rakiety, których detektory rejestrują promienie laserowe odbite od celów. Rakiety podążają za światłem i z wielką precyzją uderzają w cel.
Wraz z upowszechnieniem laserów w technice zwiększa się liczba zastosowań tych urządzeń w innych dziedzinach, w tym również w medycynie. Jednym ze schorzeń jest odklejanie się siatkówki od dna oka. Wiązkę laserową można użyć do jej sklejenia, i tu laser okazuje się niezastąpiony. Laser okazuje się także pomocny w walce z rakiem. W tym przypadku również wykorzystuje się dużą gęstość mocy i małe rozmiary wiązki promieniowania laserowego. Można nakierować ją na chore komórki i zniszczyć je, nie naruszając przy tym zdrowych tkanek.
W chirurgii promieni laserowych używa się do przecinania tkanek. Normalne narzędzie chirurgiczne, jak skalpel czy lancet, trzeba często sterylizować, poza tym szybko się tępią i stają się bezużyteczne. Niedogodności tych pozbawione są promienie lasera. Poza tym przecinane laserem naczynia krwionośne zasklepiają się w skutek wysokiej temperatury, co redukuje krwawienie. Lasery w medycynie są używane także do innych celów, na przykład do zapobiegania krwawieniu z wrzodów żołądka.
Lasery są wykorzystywane do określenia autentyczności obrazów. Analizuje się w tym celu ilość i grubość spodnich warstw farby w świetle laserowym.
Analogicznie do generowanych w nadajnikach fal radiowych, fale świetlne emitowane przez laser mogą być użyte do przesyłania sygnałów radiowych bądź telewizyjnych. Sygnały świetlne przesyłane są wtedy poprzez światłowody.. Systemy łączności laserowej są rozbudowane ze względu na bardzo dużą ilość informacji, które można przesłać za ich pośrednictwem. Okazuje się, że za pomocą jednej wiązki świetlnej można przekazywać 10 milionów rozmów telefonicznych lub 1 milion programów telewizyjnych jednocześnie, bez ich wzajemnego nakładania się na siebie.

Lasery znajdują także zastosowanie w bardzo wielu dziedzinach, pozornie nie związanych z elektrotechniką, a każdy nowy dzień przynosi dalsze informacje na ten temat. Wymienię tutaj przykłady ciekawszych zastosowań tych niezwykłych źródeł promieniowania elektromagnetyczne. Otóż wykorzystuje się właściwości promieniowania spójnego stosuje się jeszcze lasery do:
?Wywoływania różnorodnych reakcji chemicznych,
?Kontroli zanieczyszczeń atmosfery,
?Pomiarów prędkości przepływów cieczy,
?Automatycznego sterowania i kontroli,
?Miejscowego domieszkowania półprzewodników,
?Obróbki materiałów ceramicznych i szklistych,
?Przeprowadzania kontrolowanych reakcji termojądrowych,
?Rozdzielania izotopów,
?Zapisywania lub odczytywania stanu elektrooptycznych komórek pamięciowych,
?Pomiarów małych drgań o amplitudzie rzędu 10-14 m,
?Pomiarów wielkości elektrycznych (p. 5.4.1 i 5.6.1).
Na tym oczywiście lista zastosowań laserów nie kończy się. Wydaje się, że jest ona ograniczona jedynie ludzką wyobraźnią i pomysłowością, a nowe perspektywy w tym zakresie stwarza holografia.
Jak widać zastosowanie maserów i laserów jest bardzo szerokie, dlatego te urządzenia są tak ważne w życiu i dalszym rozwoju ludzkości.

Bibliografia:
1.Encyklopedia Popularna, Warszawa 1982, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Wydanie szóste,
2.Słownik Wyrazów Obcych, Warszawa 1980, Państwowe Wydawnictwo Naukowe,
3.Marek Pilawski, Fizyczne Podstawy Elektrotechniki, Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1987, Wydanie drugie poprawione,
4.D. Halliday, R. Resnick, Fizyka tom 2, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1974, Wydanie trzecie
5.M. Fiałkowska, K. Fiałkowski, B. Sagnowska, Fizyka dla szkół ponadgimnazjalnych, Wydawnictwo Zamkor, Kraków 2003,
6.Świat Wiedzy, dział: Nauka i Technika nr 30,
7.A. Makowski, R. Pawelec, Wielki Słownik Wyrazów Obcych i Trudnych, Wydawnictwo Wilga, Warszawa 2001,
8.Encyklopedia Naukowa Dla Dzieci i Młodzieży, Wydawnictwo MUZA S.A., Warszawa 1996, Wydanie drugie.

Posted in Referaty | Leave a comment

Słońce

Słońce ? gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety oraz mniejsze ciała niebieskie. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi.
Astronomiczny symbol Słońca to okrąg z punktem w środku: (Unicode: 2609)
Słońce jest gwiazdą ciągu głównego (V klasa jasności). Jego typ widmowy (G2) charakteryzuje biaława [1] barwa i obecność w widmie linii zjonizowanych i neutralnych metali oraz bardzo słabych linii wodoru.[2]
Pomimo, że najbliższa gwiazda jest od dawna intensywnie badana przez naukowców, wiele dotyczących jej kwestii pozostaje nierozstrzygniętych. Nie rozwiązano definitywnie m.in. problemu różnicy w ilości obserwowanych neutrin pochodzących ze Słońca i ich liczby wynikającej z teorii (zob. problem neutrin słonecznych). Nie poznano też dokładnie mechanizmu podgrzewania zewnętrznych warstw słonecznej atmosfery do temperatur rzędu miliona kelwinów.
Słońce leży w jednym z ramion spiralnych Galaktyki, 26 tysięcy lat świetlnych od jej środka i około 26 lat świetlnych od płaszczyzny równika Galaktyki. Okrąża centrum Drogi Mlecznej z prędkością 220 km/s w czasie 226 milionów lat, co daje ponad 20 obiegów w ciągu dotychczasowej historii gwiazdy. Od Słońca dzieli nas około 150 mln km.

SŁOŃCE

Dane techniczne:

Średnica: 1 390 000 km
Masa: 1.9 * 1030 kg (około 333000 razy więcej, niż ziemia)
Okres obrotu: od 25 do 36 dni
Średnia gęstość: 1.41 g/cm3
Grawitacja (równik): 262.37 m/s2
Odległość od ziemi: 149 600 000 kilometrów
promień: 696 000 kilometrów

Historia:
4.5 miliarda lat temu pod wpływem grawitacji obłok materii gazowo-pyłowej stawał się coraz gęstszy. Gdy temperatura osiągnęła wartość ponad 10 milionów stopni we wnętrzu Słońca rozpoczęły się pierwsze reakcje termojądrowe, przemiana wodoru w hel. Z zewnętrznych, odrzuconych warstw obłoku gazowo-pyłowego powstały planety.

Charakterystyka:
Słońce jest ciałem gazowym o kształcie prawie kulistym, obracającym się wokół własnej osi. Jego głównym składnikiem jest wodór, stanowiący około 72,7% jego masy, hel – 26,2% oraz w mniejszych ilościach tlen, węgiel, azot, magnez, krzem, siarka, żelazo i inne w ilościach śladowych.
Słońce jest gwiazdą drugiej generacji, co oznacza, że część obłoku molekularnego, z którego powstało Słońce pochodziła z pozostałości po wybuchu gwiazdy supernowej. Również cały nasz Układ Planetarny zawiera ciężkie pierwiastki. Te elementy zostały wyprodukowane w gwieździe pierwszej generacji, która wzbogaciła przestrzeń w ciężkie elementy, gdy w końcowej fazie swojej ewolucji wyrzuciła w przestrzeń swoje zewnętrzne warstwy. Słońce jest gwiazdą średniej wielkości w porównaniu z miliardami podobnych, znajdującymi się w przestrzeni kosmicznej, jednak na tle planet w układzie słonecznym jest niewyobrażalnie wielkie.

Budowa:
Na codzień obserwujemy zewnętrzną warstwę Słońca zwaną fotosferą. Ponadto atmosfera Słońca zbudowana jest jeszcze z chromosfery i korony. Wnętrze Słońca, którego nie widzimy zbudowane jest z jądra, warstwy promienistej i konwektywnej.

Jądro : W jego wnętrzu temperatura osiąga wartość 15 milionów stopni. Reakcje termojądrowe zamieniają tam wodór w hel. Podczas tych reakcji emitowane są fotony i neutrina. W ciągu sekundy 4 miliony ton materii jest zamieniane w fotony gama. Ich ciśnienie powstrzymuje Słońce przed zapadnięciem się pod wpływem siły grawitacji. Utrzymuje ono Słońce w równowadze. Obecnie 40% wodoru zostało zamienione w hel. Słońce jest w połowie swojego życia.

Warstwa radiacyjna: Jest ona bardzo gęsta (1 do 100 g/cm3) i dlatego jest nieprzezroczysta dla światła. Fotony gamma emitowane przez jądro są absorbowane i reemitowane z nową energią i w losowo wybranym kierunku. Foton promieniowania gamma potrzebuje 1 milion lat aby przejść warstwę radiacyjną.
Warstwa konwektywna: Nie jest już taka gęsta jak warstwa radiacyjna. W warstwie konwektywnej pojawiają się wielkoskalowe ruchy konwektywne. Przy pomocy konwekcji przenoszona jest energia w kierunku fotosfery.
Uważa się, że rotacja różnicowa (rotacja Słońca wynosi 25 dni na równiku i 33 dni w okolicach bieguna) generuje silne pole magnetyczne na Słońcu.
Fotosfera: Jest to cienka “skórka” (500km grubości) okrywająca Słońce. Fotosfera emituje światło widzialne kiedy atomy wodoru wychwytują wolne elektrony dla skompletowania swoich powłok. Oglądana z Ziemi fotosfera wydaje się ziarnista. Te ziarna są wierzchołkami komórek konwekcyjnych. W fotosferze obserwujemy plamy, są to ciemniejsze obszary gdzie występują silne pola magnetyczne.
Chromosfera: Jest to warstwa rozrzedzonych gazów o grubości 2500km. Możemy ją obserwować podczas całkowitych zaćmień słońca.
Korona: Jest to warstwa bardzo rozrzedzonych gazów, gdzie temperatura wzrasta od 50 000K u podstawy do 1 miliona stopni w wyższych warstwach. Możemy ją obserwować w czasie zaćmień Słońca albo za pomocą specjalnych kamer – koronografów.
Koniec słońca??
Naukowcy szacują, iż Słońce będzie wyglądać podobnie jak obecnie przez najbliższe 5 miliardów lat. Po tym czasie większość paliwa jądrowego się wypali, natomiast jego jądro, w którym zachodzą reakcje, zacznie się zapadać pod własnym ciężarem, natomiast w rezultacie spalania wodoru otaczającego jądro energia spowoduje rozszerzenie się Słońca i powstanie czerwonego olbrzyma na tyle dużego, aby pochłonąć planety wewnętrzne układu słonecznego i zmieniając wygląd pozostałych planet, zbudowanych z gazów. Po jakimś czasie górne warstwy Słońca zostaną odrzucone i pozostanie słabo świecący biały karzeł – mała gwiazda, słabo świecąca, ale za to o bardzo dużej gęstości.

Ciekawostki o słońcu:
l Plamy na Słońcu to obszary o niższej temperaturze. Pojawiają się zwykle co 11 lat i wyglądają jak ciemne kleksy na powierzchni Słońca.
l Wyrzucane strumienie gorących gazów zwane wyskokami słonecznymi lub protuberancjami wznoszą się na tysiące kilometrów. Trwa to od kilku godzin do kilku dni.
l Aby pokonać 150 milionów kilometrów, które dzieli Słońce od Ziemi, światło słoneczne potrzebuje 8,5 minuty.
l Słońce jest na pewno zbyt jasne dla oczu. Nigdy nie należy bezpośrednio na nie patrzeć, nawet jeśli ma się okulary słoneczne. Promienie Słońca są bardzo silne i mogą być szkodliwe, a nawet spowodować ślepotę.

Bibliografia:
? ?Świat Wiedzy? – Planeta Ziemia – Słońce i Księżyc
? Słownik szkolny ?Astronomia? ?Słońce
? Świat bez tajemnic ?Słońce, gwiazdy i planety? – Czym naprawdę jest Słonce?
? Olgierd Wołczek – ?Narodziny i rozwój Układu Słonecznego?

Słońce

Klasyfikacja: Gwiazda (typ G2 V)

Średnica równikowa: 1.392.000 km

Średnica południkowa: 1.392.000 km

Temperatura max: 6.000 °C

Temperatura min.: 3.870 °C

Temperatura jądra: 15 mln °C

Masa (Ziemia=1): 332.950

Gęstość (Woda=1): 1,41

Okres obrotu: W przybliżeniu 27 dni

Przyśpieszenie grawitacyjne: 273 m/s2

Szybkość ucieczki: 620 km/s

Wedlug naszej wspolczesnej wiedzy o wewnetrznej budowie gwiazd, Slonce przedstawia sie jako gigantyczny nuklearny kociol, w ktorym wodur przemienia sie w hel. Pezy tej przemianie pierwiastkow uwalniaja sie olbrzymie ilosci energii. Z 1g wodoru powstaje nie tylko hel, ale ponad 10 do 12 potegi J energii. W ciagu kazdej sekundy 4 miliony ton wodoru przemieniaja sie w Sloncu w hel. Przez wypromieniowanie uwolnionej energii Slonce traci 0,1% swojej masy w ciagu 16 miliardow lat. Zrodlo energii promienistej Slonca, przemiana wodoru w hel, produkuje ta energie juz 5 miliardow lat i bedzie ja produkowac jeszcze przynajmniej drugie tyle, dopuki nie wyczerpia sie wszystkie zapasy wodoru w tych rejonach Slonca, gdzie panuje wystarczajaco wysoka temperatura do podtrzymania reakcji termojadrowych.

Kazdy metr kwadratowy powierzchni Slonca wypromieniowuje w ciagu sekundy w przestrzen 62,86×10 do 6 potegi J energii, cala powierzchnia Slonca 3,826×10 do 26 poregi J energii. Z tego do Ziemii dociera w kazdej sekundzie 2×10 do 17 potegi J, co odpowiada 200×10 do 12 potegi kW. Prawie polowa dochodzacej energii ulega odbiciu, rozproszeniu i pochlonieciu w atmosferze ziemskiej.

Swiatlo sloneczne jest biale, z widmem skladajacym sie z barw od czerwonej przez pomaranczowa, zolta, zielona, niebieska az do fioletowej. Rozszczepione na poszczegolne skladniki barwne mozemy obserwowac w przyrodzie jako tecze.

Slonce, oprocz promieniowania elektromagnetycznego, w ktorym nie brakuje promieniowania radiowego, rentgenowskiego i promieniowania gamma, jest rowniez zrodlem promieniowania korpuskularnego, znanego pod nazwa wiatru slonecznego. Czastki, elektrony i jony atomow, z ktorych sie sklada promieniowanie korpuskularne, wybiegaja ze Slonca z predkoscia od 1000 do 3000 km/s. W okolicy Ziemi gestosc wiatru slonecznego przy przecietnej aktywnosci Slonca wynosi 10-100 czasteczek w 1cm szesc. Przy wtargnieciu w atmosfere ziemska czastki powoduja zorze polarna i zmiany ziemskiego pola magnetycznego. Z teorii budowy wewnetrznej gwiazd wynika, ze okolo 5% produkowanej przez Slonce energii promienistej powinno przypadac na neutrina, jednak na Ziemi obserwuje sie trzykrotnie mniej neutrin, niz wynika to z teorii budowy wnetrza Slonca.

Przewazajaca czesc Slonca jest nie dostepna dla pbserwacji bezposrednich. Obseerwowane promieniowanie dochodzi do nas tylko z gornych warstw powierzchni, zwanych atmosfera sloneczna. Masa atmosfery stanowi zalledwie jedna dziesieciomiliardowa czesc calej masy Slonca.

Najnizsza warstwa atmosfery slonecznej, w ktorej powstaje obserwowane widmo ciagle i liniowe, nazywamy fotosfera. Grubosc fotosfery nie przekracza 200 do 300km. Powierzchnie fotosfery obserwujemy jako tarcze sloneczna, swiecaca bialym spojnym swiatlem. tarcza sloneczna jest jasniejsza w srodku niz przy brzegu, tam patrzymy bowiem na chlodniejsze, gorne warstwy atmosfery, podczas gdy w srodku siegamy do glebszych cieplejszych warstw. Przecietna temperatura fotosfery wynosi 5785 K.

Cecha charakterystyczna fotosfery jest jej ziarnistosc, czyli granulacja. Pojedyncze granule, maja srednice od 200 do 1800 km, najczesciej okolo 700km. Pomiedzy granulami znajduja sie ciemniejsze miejsca. Granule sa gornymi czesciami wystepujacych pradow lonwektywnych materii w fotosferze i maja temperature srednio o 200 K wyzsza niz fotosfera. Jasnosc granul jest okolo 30% wieksza niz jasnosc ciemnych obszarow miedzy nimi, a ich czas istnienia nie przekracza kilku minut. Fotosfera jest wiec w ciaglym ruchu; dzieki pradom konwektywnym materia z jej cieplejszych obszarow wyplywa na powierzchnie Slonca, a promieniowanie powierzchni slonecznej jest rozlozone rownomiernie. Granule mozna obserwowac jedynie przy pomocy teleskopu.

Na powierzchni Slonca wystepuja rowniez plamy. Sa to obszary fotosfery o temperaturze nizszej niz otoczenie. W dobrze rozwinietej plamie dostrzezemy ciemniejszy cien(umbra), bedacy jak gdyby jadrem plamy, o temperaturze od okolo 4300 do 4700 K. Cien jest otoczony jasniejszymi polocieniami(penumbra). Plamy powstaja na obszarach silnych pol magnetycznych, o indukcji siegajacej kilkuset militesli. najmniejsze maja srednice okolo 100km, najwieksze az 90 000km. Czas istnienia plamy zalezy od jej wielkosci: najmniejsze trwaja kilka godzin, najwieksze nawet kilka miesiecy. Plamy sa charakterystyczne dla tzw. aktywnych rejonow na Sloncu i scisle wiaza sie z aktywnoscia sloneczna, zmieniajaca sie w przyblizeniu w cyklu 11 letnim(rok 2001 to maximum aktywnosci).

Warstwe atmosfery slonecznej polozona nad fotosfera nazywamy chromosfera. Mozna ja obserwowac jedynie w ciagu kilku sekund calkowitego zaciemnienia Slonca. Gestosc chromosfery jest bardzo mala, dlatego jej swieceni zanika wobec swiecenia calej tarczy slonecznej. Poza zaciemnieniami, chromosfere mozemy obserwowac jedynie spektrohelioskopem lub oslugujac sie filtrem monochromatycznym w linii “H alfa” wodoru albo liniach H i K wapnia. Chromosfer siega od 12 000 do 14 000 km nad fotosfere. Ma zabarwienie jasno czerwone. Temperatura chromosfery powoli sie podnosci az do wysokosci 3000 km, gdzie wynosi 6000 K. Dalej szybko wzrasta do wartosci rzedu 100 000 K. Nad plamami obserwujemy w chromosferze pola flokul, a w nich od czasu do czasu gwaltowne pojasnienia, tzw. rozblyski chromosferyczne. Trwaja one od kilku do kilkudziesieciu minut i sa silnymi zrodlami promieniowania rentgenowskiego i koropuskularnrgo.

Poprzez chromosfere przechodza bardzo liczne strumienie wznoszach sie gazow, ktorych predkosc osiaga 20 km/s. Nazywamy je bryzgami chromosferycznymi (spikulmi).
Ostatnia najwyzsza warstwe atmosfery slonecznej tworzy korona, ktora mozemy obserwowac jedynie w czasie calkowitych zaciemnien Slonca lu tez za pomoca tzw. koronografow. Metalowoniebieskie, chlodne swiatlo korony powstaje w skutek rozproszenia swiatla fotosfery na swobodnych elektronach i czastkach puylu materii miedzyplanetarnej. Korona zaczyna sie nad chromosfera i ciagnie sie daleko w przestrzen miedzyplanetarna. Niekturzy astronomowie przypuszczaja , ze siega ona nawet poza orbite Ziemi. Gestosc koroy jest niezwykle mala a jej temperatura wynosi ok 1000 000 K. Korona jest gestsza i ma wyzsza temperature nad obszarami aktywnymi. Podczas 11-letniego cyklu slonecnego zmienia swoj ksztalt, wielkosc i intensywnosc swiecenia. Najwieksza jest w maksimum aktywnosci slonecznej.

Protuberancje- to olbrzymie masy wyrzucanego z powierzchni Slonca gazu, z predkoscia dziesiatek lub setek kilometrow. Niektore z nich maja wysokosc miliona kilometrow. Gdy predkosc prootuberancji jest wieksz niz predkosc ucieczki – 618,7km/s, wyrzucana materia ucieka w przestrzen miedzyplanetrna. Wraz ze wzrostem wyskosci protuberancja ochladz sie i rozplywa. Jej temperatura wynosi od tysiaca do kilku tysiecy kelwinow.

Słońce jest największym obiektem w układzie słonecznym. Zawiera ponad 99.8% całkowitej masy układu słonecznego (Jowisz zawiera w sobie większość reszty).
Zwykle mówi się że Słońce to “zwykła” gwiazda. Jest to prawdą w znaczeniu że istnieje wiele podobnych do niej. Ale istnieje także dużo więcej mniejszych gwiazd niż większych ; Słońce znajduje się rankingu gwiazd w strefie górnych 10% pod względem masy. Średni rozmiar gwiazd w naszej galaktyce wynosi prawdopodobnie mniej niż połowa masy Słońca .
Słońce jest personifikowane w wielu mitologiach: Grecy nazywali je Helios a Rzymianie Sol.
Wchwili obecnej Słońce,jest zbudowane z około 70% wodoru i 28% helu , reszta to (“metale”) a ich zawartość to mniej niż 2%. Zmienia się to powolnie gdy Słońce zmienia wodór w hel wewnątrz swojego jądra.
Zewnętrzne powierzchnie Słońca posiadają rotację różniczkową : przy równiku powierzchnia obraca jeden raz każdy na 25.4 dni; Przy biegunach to36 dni. To nieparzyste zachowanie ma miejsce gdyż Słońce nie jest stałym ciałem jak Ziemia. Podobne efekty były widziane na planetach gazowych. Ta różniczkowa rotacja rozprzestrzenia znacznie na dół do wnętrza Słońca lecz jego rdzeń obraca się jak stałe ciało .
Warunki przy rdzeniu Słońca (mniej więcej 25% wewnętrznego promienia ) są ekstremalne . Temperatura wynosi 15.6 milionów Kelvin i ciśnienie 250 miliardów atmosfer. Przy rdzeniu gęstość Słońca jest 250 razy większa aniżeli wody.
Słońce produkuje energię (3.86e33 ergs/second lub 386 billion billion megawatts) poprzez nuclear fusion reactions. Każdej sekundy około 700,000,000 ton wodoru zamienianych jest w 695,000,000 ton helu i 5,000,000 ton (=3.86e33 ergs) energii w formie promieniowania gamma. Gdy zmierza w kierunku powierzchnię to energia nieustannie jest pochłaniana i rewypuszczana przy niższej i niższej temperaturze tak i gdy dociera do powierzchni to generuje światło widzialne. Dla pozostałych 20% drogi na powierzchnie energia przenoszona jest poprzez convection niż promieniowanie.

Spektakularne pętle i wzniesienia są często widoczne na konarach Słońca(lewo).
Emisja Słońca nie jest całkowicie stała. Nie ma żadnej liczby aktywności plam. Kiedyś miał miejsce okres niskiej aktywności plam słonecznych w drugiej połowie 17 wieku nazywanymthe Maunder Minimum. Zbiega się to z anormalnym czasowym oziębieniem w północnej Europie czasem zwanym jako Mała Epoka Lodowcowa. Od kiedy sformowany został układ słoneczny to emisja Słońca wzrosła o ok 40%.
Słońce ma około 4.5 miliarda lat. Od czasu swych narodzin zużyło około połowę wodoru ze swego rdzenia. Będzie nadal generować energię przez kolejne 5 miliardów lat lub więcej (dwa razy dłużej będzie widoczne jego światło) Lecz pewnego dnia wyczerpie swoje wodorowe paliwo. Będzie zmuszone do radykalnych zmian, choć , though commonplace by stellar standards, będą rezultatem kompletnej destrukcji Ziemi(i prawdopodobnie stworzą obłok planetarny).
Satelity Słońca
Wokół Słońca krąży dziewięć planet i duża liczba mniejszych obiektów. (Dokładnie które ciała powinny być sklasyfikowane jako planety a które jako “mniejsze obiekty” pozostaje kwestią kontrowersji, jednakże chodzi tu tylko o definicję.)
Dystans Promień Masa
Planeta (000 km) (km) (kg) Odkrywca Data
——— ——— —— ——- ———- —–
Merkury 57,910 2439 3.30e23
Venus 108,200 6052 4.87e24
Ziemia 149,600 6378 5.98e24
Mars 227,940 3397 6.42e23
Jowisz 778,330 71492 1.90e27
Saturn 1,426,940 60268 5.69e26
Uran 2,870,990 25559 8.69e25 Herschel 1781
Neptun 4,497,070 24764 1.02e26 Galle 1846
Pluton 5,913,520 1160 1.31e22 Tombaugh 1930

Życie na Ziemi powstało na wskutek kilku czynników, w tym między innymi optymalnej temperaturze, umożliwiającej zachodzenie reakcji chemicznych, umożliwiających powstanie życia.
Z tego punkty widzenia można powiedzieć, że ojcem życia na ziemi jest właśnie Słońc, dostarczające ciepła i światła słonecznego, które powoduje reakcję fotosyntezy u roślin, a to z kolei prowadzi do powstania tlenu, niezbędnego dla zwierząt do życia. W przypadku, gdyby z kakiś powodów słońce zgasło nagle, po około 8 minutach dotrze do Ziemi ostatni jego promień i od tej pory zaczęła by się nieustająca noc. W ciągu kilku dni zginęłyby wszystkie rośliny – z braku Słońca, ale i z powodu gwałtownie spadającej temperatury. W krótkim czasie ziemia przypominała by jedną z pozostałych wyjałowionych planet, gdzie jedynie budowle świadczyły by o naszej obecności.
Jakkolwiek Słońce jest bardzo potrzebne do życia, to również dostarcza ludziom sporo problemów, związanych np. z burzami magnetycznymi, zakłócającymi pracę ziemskich, czułych na zmianę pola magnetycznego, urządzeń.

Słońce to najjaśniejszy obiekt widoczny na niebie. Od początku istnienia ludzkości przypisywano mu prawa boskie, wpływania na bieg świata i pojedynczych jednostek. Nie zdawano sobie sprawy, że jest to ciało niebieskie bardzo powszechne w przestrzeni kosmicznej, a zasada działania nie jest bardzo skomplikowana i nie ma z boskością nic wspólnego – to po prostu zestaw praw fizycznych, przekształcających miliardy ton wodory w cięższy hel i wytwarzający przy tym olbrzymie ilości ciepła, dostarczające energii całemu układowi słonecznemu. Przez tysiące lat oddawano mu cześć jako sile nadnaturalnej, która ciężko było pojąć i zrozumieć. W kilku kulturach składa również krwawe ofiary ze zwierząt i ludzi, które miały przebłagać boga słońca, aby nazajutrz ponownie pojawił się nad niebie.

Obecnie z punktu widzenia zwykłego śmiertelnika mieszkającego w mieście słońce służy jedynie do opalania (efekt opalenizny wywołuje promieniowanie nadfioletowe), w punktu widzenia rolników – to źródło światła, potrzebne do hodowli roślin, ale równie dobrze mogące go pozbawić całych plonów np. podczas suszy. Z punktu widzenia całej plany Słońce to czynnik, decydujący o klimacie na całej planecie. Napędza całą machinę, związaną z cyrkulacją powietrza i obiegiem wody w atmosferze, mające wpływ na pogodę.

Narodziny

W dziejach ludzkości nie zdarzyło się i prawdopodobnie nigdy się nie zdarzy, żeby można było obserwować narodziny gwiazdy i w ten sposób stwierdzić co było bezpośrednią przyczyną jej powstania. Istnieją teorie, które jednak są w stanie to wyjaśnić na dzisiejszym etapie naszej wiedzy. Nasze słońce pojawiło się około 4,5 miliarda lat temu, czyli stosunkowo niedawno, biorąc pod uwagę szacunkowy wiek wszechświata.
W początkowej fazie tworzenia się gwiazdy istnieje jedynie obłok wodoru, którego cząstki zaczynają oddziaływać między sobą siłami grawitacyjnymi. Z biegiem czasu powstaje coraz większa kula gazu, wewnątrz które rośnie ciśnienie – tym większe, im większa jest owa kula. Wraz z ciśnieniem pojawia się olbrzymia temperatura, na wskutek której elektrony cząstek zaczynają odrywać się od protonów. Przy temperaturze około 15 milionów stopni Celsjusza następuje znaczny wzrost prędkości protonów, które rozpoczynają oddziaływania jądrowe, tzw synteza jądrowa. Efektem reakcji syntezy jest przekształcenie 4 protonów w jądro helu, złożone z dwóch protonów i dwóch neutronów, czemu towarzyszy powstanie innych cząstek oraz uwolnienie znacznej liczby energii. Wewnątrz gwiazdy panuje nadal ogromna temperatura i ciśnienie, sprzyjające podtrzymaniu reakcji termojądrowej. Trwa to tak długo, dopóki starcza paliwa jądrowego, podtrzymującego reakcję jądrową.

Dane techniczne

Średnica: 1 390 000 km
Masa: 1.9 * 1030 kg (około 333000 razy więcej, niż ziemia)
Okres obrotu: od 25 do 36 dni
Średnia gęstość: 1.41 g/cm3
Grawitacja (równik): 262.37 m/s2
Odległość od ziemi: 149 600 000 kilometrów
promień: 696 000 kilometrów

Słońce jest gwiazdą średniej wielkości w porównaniu z miliardami podobnych, znajdującymi się w przestrzeni kosmicznej, jednak na tle planet w układzie słonecznym jest niewyobrażalnie wielkie.
Słońce jest ciałem gazowym o kształcie prawie kulistym, obracającym się wokół własnej osi. Jego głównym składnikiem jest wodór, stanowiący około 72,7% jego masy, hel – 26,2% oraz w mniejszych ilościach tlen, węgiel, azot, magnez, krzem, siarka, żelazo i inne w ilościach śladowych.

www.Sciaga.pl
www.Goggle.pl
Książki o planetach(Słońce)-Domowe i Biblioteczne!

Zaćmienie Słońca powstaje, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne.

Rodzaje zaćmień Słońca

zaćmienie częściowe – występuje, gdy obserwator nie znajduje się wystarczająco blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc, by znaleźć się całkowicie w cieniu Księżyca, lecz na tyle blisko, że znajduje się w półcieniu.
zaćmienie całkowite – występuje, gdy obserwator znajduje się w cieniu Księżyca. W takim przypadku widoczna staje się korona słoneczna. Jest to możliwe dzięki temu, że obserwowane rozmiary kątowe Księżyca są tylko nieznacznie większe od rozmiarów kątowych Słońca i w przypadku zaćmienia całkowitego, Księżyc przysłania całkowicie powierzchnię Słońca, ale nie przysłania korony słonecznej.
zaćmienie obrączkowe – zwane również zaćmieniem pierścieniowym występuje wtedy, gdy, podobnie jak w przypadku zaćmienia całkowitego, obserwator znajduje się bardzo blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc. W odróżnieniu jednak od zaćmienia całkowitego, w przypadku zaćmienia pierścieniowego rozmiary kątowe Księżyca są mniejsze niż rozmiary kątowe Słońca. Dzieje się tak, wtedy, gdy zaćmienie ma miejsce w czasie, gdy Księżyc znajduje się w pobliżu apogeum swojej orbity, czyli w pozycji najbardziej oddalonej od Ziemi.
zaćmienie hybrydowe – zachodzi wówczas, gdy w pewnych miejscach Ziemi to samo zaćmienie jest całkowite, a w innych obrączkowe. Tylko około 5 % wszystkich zaćmień jest hybrydowych.
W przypadku zaćmienia centralnego (całkowite, obrączkowe lub hybrydowe) obserwator nie znajdujący się w centrum, czyli nie w cieniu, ale w półcieniu obserwuje jedynie zaćmienie częściowe.

W ciągu roku występują (gdzieś na kuli ziemskiej) co najmniej dwa zaćmienia Słońca, ale nie więcej niż pięć (z tych najwyżej trzy są całkowite). I tak np. 1993 był rokiem z dwoma zaćmieniami, 1935 z pięcioma. Statystycznie rzecz biorąc, całkowite zaćmienie Słońca zdarza się na danym obszarze co 370 lat. Zdarza się oczywiście, że w danym regionie możemy takie zjawisko obserwować częściej (np. Brisbane w Australii (5 kwietnia 1856 i 25 marca 1857), czy wybrzeże Angoli (21 czerwca 2001 i 4 grudnia 2002).
Najbliższe zaćmienie Słońca widoczne w Polsce nastąpi 1 sierpnia 2008 roku, najbliższe obrączkowe zaćmienie 13 lipca 2075 roku, zaś najbliższe całkowite zaćmienie widoczne z terenów Polski dopiero 7 października 2135 roku.

Z powodu ruchów pływowych występujących na Ziemi, Księżyc stopniowo oddala się od naszej planety. Tempo tego ruchu to około 4 cm rocznie. Za mniej więcej 600 mln lat średnica kątowa tarczy Księżyca stanie się na tyle mała, że całkowite zaćmienia Słońca przestaną występować. Obserwować będzie można jedynie zaćmienia częściowe i obrączkowe.

Posted in Astronomia | Leave a comment

Kartezjusz

Kartezjusz- życie i twórczość

Kartezjusz, a właściwie Rene Descartes urodził się w 1596 roku w La Haye, prowincji Touraine we Francji. Wykształcenie zdobywał w jezuickim kolegium w La Fleche (gdzie mieszkał w latach 1604-1612) i w Paryżu (mieszkał tam do 1618 r), w którym ukończył w 1616 roku studia matematyczne. Lata 1618-1628 spędził na podróżach, chcąc poznać świat i ludzi. W tym czasie był w Niemczech, Holandii, Francji, przez pewien czas służył jako żołnierz w bawarskiej armii, najpierw protestanckiej a później katolickiej. W roku 1629, poszukując spokoju dotarł do Holandii gdzie spędził 20 lat poświęcając się pracy. Później udał się do Szwecji na zaproszenie królowej Krystyny, jednak nie wytrzymując ostrego klimatu zmarł w Sztokholmie w 1650 roku.

Kartezjusz uważany jest za ojca nowożytnej filozofii. Sam podawał się za myśliciela, który zerwał z bezwartościową tradycją i zaczął tworzyć naukę od początku. Jednocześnie był bardzo związany z prądem augustyńskim i tradycją scholastyki. Metafizyka i postawa podczas rozwiązywania zagadnień były bliskie poglądom Augustyna, Bonawentury, Dunsa Szkota. Słynne słowa: “cogito, ergo sum”- myślę, więc jestem – zostało wypowiedziane przez św. Augustyna. Pomimo tego Kartezjusz wprowadził nową metodologię i zbudował nowy system filozofii.

Jednym z celów Descartesa była reforma nauki. Za przyczynę za przyczynę tego kryzysu uważał brak odpowiedniej metody takiej, która nie tylko ułatwi zdobywanie wiedzy ale przede wszystkim zapewni jej niezawodność. Za dzień odkrycia tej metody uznał 11.11.1620r, a ukończył metodologię w 1626r. Jasność i Wyraźność były miarą niezawodną wiedzy, dlatego to, co jest jasne i wyraźne (clair et distinct) musi być pewne. Splątane myśli są błędne, dlatego jasne jest to, co proste. Według niego nauce potrzebna jest metoda analityczna, która wykrywa proste składniki w myślach.

Dla Kartezjusza najwięcej zalet naukowych miała matematyka. Chciał, aby pod względem ścisłości i pewności wszystkie nauki były do niej podobne, ponieważ ona rozważa tylko własności ilościowe, a liczby daje się ująć w przestrzeń i ruch. Ideałem było rozważać całą przyrodę wyłącznie geometrycznie i mechanicznie.

Szukał twierdzenia, które oprze się wszelkim wątpliwościom. Próbował wszelkie argumenty sceptyczne, jednak zwątpienie było punktem wyjścia głoszonym dla uzyskania pewności. Argumenty te, które pojawiały się już w średniowieczu i starożytności: złudzenia zmysłów, , braku granicy między jawą a snem i możliwości wprowadzania w błąd przez potężniejszą od nas istotę.

Ostoja pewności odnalazła się w wątpieniu. Cogito ergo sum- myślę, więc jestem. Jeżeli wątpię, to myślę. Myśl istnieje nawet jeżeli śpię lub zła moc wprowadza w błąd. Mogę się mylić, ale tylko wtedy kiedy myślę. Wniosek z tego taki, że nie możemy być pewni istnienia rzeczy zewnętrznych, ale istnienie myśli jest pewne. Pociągało to za sobą istnienie jaźni, bo jeżeli jest myśl, to musi być ktoś, kto myśli. Zwróciło to uwagę na człowieka, w którego świadomym duchu znajduje się fundament wiedzy.

Istnienie boga wynika z faktu myślenia i jaźni. Jaźń jest niedoskonała, musi mieć doskonałą przyczynę, jaką jest bóg. Istnienie boga wynika z samej doskonałej idei. Skutek nie może być doskonalszy od przyczyny, dlatego jaźń nie może być przyczyną istnienia boga. Idea boga została przez niego wytworzona w naszym umyśle. Natomiast istnienie boga gwarantuje nam istnienie świata materialnego.

Przymiotem boga była jego doskonałość. Wynikiem analizy było stwierdzenie, że bóg jest wolą, bo jest to jedyna z władz duchowych, która jest nieograniczona.

Natomiast przymiotem duszy jest świadomość i myślenie- wprowadziło to nowy podział- na istoty świadome i nieświadome (zastąpiło to starożytny podział na żywe i martwe). Istota świadoma posiada duszę.

Za jedyny z przymiotów ciała Kartezjusz uważał rozciągłość (za przykład podawał kawałek wosku, który ogrzany zmieniał wszystkie właściwości), a za jej właściwość nieskończoną podzielność (co wykluczało budowę atomową). Jedyną postacią zmian, jakie zachodzą w ciele jest ruch, więc ciała posiadają właściwości geometryczne i ulegają zmianom mechanicznym.

Kolejnym stwierdzeniem Decartesa było, że ruch został udzielony ciału przez boga. Ciała nie są zaopatrzone w siły i nie mają zdolności wytwarzania ruchu.

Ciało nie może spowodować powstania czegokolwiek w duszy, tak jak i dusza w ciele, jednakże mogą wpływać na zmianę kierunku tego, co się w nich dzieje.

Rozum i równorzędne z nim zmysły są miarą poznania. Analiza, jaka się w nich odbywa doprowadza do znalezienia trzech rodzajów idei: wrodzonej, nabytej i skonstruowanej przez nas. Idee wrodzone są doskonałe, bo zostały wpojone nam przez boga.

Kartezjusz podzielił przeżycia na bierne i czynne. Kiedy przedstawiam cos, to zachowuje się biernie- wtedy nie mogę popełnić błędu. Gdy twierdzę lub zaprzeczam- czynnie wtedy mogę popełnić błąd. Błąd i fałsz pojawiają się wtedy, gdy wydajemy osądy.

Kartezjusz znalazł wielu następców. W Holandii i Francji utworzyły się szkoły kartezjańskie, nauka dostała się na uniwersytety. W drugiej połowie XVII wieku kartezjanizm był poglądem większości ludzi wykształconych, jednak w trochę zmienionej formie. Był wierny metodologii kartezjańskiej, natomiast nie interesował się metafizyką (był to kartezjanizm połowiczny, który stał się formą przejściowa pomiędzy czystą postawą kartezjańską a oświeceniową postawą pozytywistyczną.

Dzieła:
“Essais” 1637 r.
Meditationes de prima philosophia 1641 r.
Principia philosopiae 1644 r.
Les passions de l`ame 1649 r.
Oraz inne ogłoszone po śmierci autora

ANEGDOTY Z ŻYCIA KARTEZJUSZA:
John Aubrey pisał, że był tak sławnym uczonym, że wizyty składało mu mnóstwo uczonych mężów. Na prośbę, aby pokazał swoje narzędzia geometryczne wyjmował z małej szuflady kompasy ze złamaną nóżką, a zamiast linijki używał złożonej na pół kartki.

Bibliografia:
Władysław Tatarkiewicz “Historia Filozofii”
Diane Collinson “Pięćdziesięciu wielkich filozofów”
Encyklopedia PWN sześciotomowa
Richard H. Popkin, Avrum Stroll “Filozofia”

Posted in Uncategorized | Leave a comment

Trzecia Zasada Dynamiki Newtona

Trzecia zasada dynamiki Newtona

Sir Isaac Newton urodził się 4 stycznia 1643 r. , zmarł 31 marca 1727 r. Był angielskim fizykiem, matematykiem, astronomem, filozofem, historykiem, badaczem Biblii i alchemikiem. W swoim słynnym dziele Philosophiae Naturalis Principia Mathematica wydanym w 1687 r. przedstawił prawo powszechnego ciążenia, a także prawa ruchu leżące u podstaw mechaniki klasycznej. Jako pierwszy wykazał, że prawa te rządzą ruchem ciał na Ziemi jak i ruchem ciał niebieskich. Zestaw trzech zasad dynamiki, podany właśnie przez niego był odkryciem o niezwykłym znaczeniu dla rozwoju całej ludzkości. Dzięki nim powstała nowoczesna fizyka. Są trzy, jednak trudno mówić o nich oddzielnie. Wszystkie trzy bowiem posługują się pojęciem siły. Pełne zrozumienie zasad dynamiki Newtona jest naprawdę trudne. Ktoś, komu się to uda w pełni może uważać się za osobę o dużej inteligencji i wyobraźni.

Trzecia zasada dynamiki mówi o wzajemności oddziaływań. Jest ona często nazywana zasadą akcji i reakcji. Jej treść brzmi następująco:
Jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie działa na pierwsze siłą o takiej samej wartości i tym samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie i punkcie przyłożenia. Siły te nie równoważą się, gdyż działają na dwa różne ciała.
Treść zasady można także zapisać wzorem: (tu był obrazek, ale nie wszedł)
Kluczem do interpretacji tego wzoru jest znak minus po prawej stronie. To on właśnie uzmysławia nam, że obie siły działają przeciwnie. Z III zasady dynamiki wynika, że siły zawsze występują parami (wyjątkiem są siły bezwładności). Zasada ta zakłada także, że siły rozchodzą się w przestrzeni z nieskończoną prędkością. Dzięki trzeciej zasadzie dynamiki możliwe jest poprawne powiązanie ze sobą sił działających w układzie wielu ciał (czyli przynajmniej 2 ciał). Trzecia zasada dynamiki wynika i jest ściśle powiązana z zasadą zachowania pędu. Siły występujące w III zasadzie dynamiki nie równoważą się. Przykład III zasady dynamiki Newtona:
Jeżeli ktoś musi działać siłą 50 N w celu podniesienia ciężarka, to wynika stąd, że siła podnosząca ciężarek (skierowana do góry) musi być równa co do wartości sile nacisku ciężarka (skierowanej do dołu) na ręce osoby podnoszącej – owa siła nacisku ciężarka na ręce osoby go podnoszącej wynosi też dokładnie 50 N .

Posted in Referaty | 1 Comment

Rola fal dźwiękowych w przyrodzie

1.Dźwięk

fiz. zaburzenie falowe w ośrodku sprężystym zdolne do wywołania wrażenia słuchowego, a także wrażenie słuchowe wywołane tym zjawiskiem; dźwięk stanowią zachodzące z odpowiednią częstotliwościach zmiany ciśnienia akustycznego; źródłem dźwięku są ciała drgające i zawirowania powietrza; dla człowieka słyszalne są dźwięki w zakresie częst. 16 Hz?20 kHz; dźwięk o częstotliwosciach mniejszych to infradźwięki, większych ultradźwięki, hiperdźwięki. Poziom natężenia dźwieku określa się w jednostkach zwanych belami(B). W praktyce stosuje się jednak mniejszż jednostkę: decybele(dB).

2.Fale dźwiekowe

Fale dźwiękowe są podłużnymi falami mechanicznymi.
Mogą one rozchodzić się w ciałach stałych, cieczach i gazach. Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.

3.Infradźwięki

Infradźwięki są to fale dźwiękowe niesłyszalne dla człowieka, których częstotliwość jest za niska, aby odebrało je nasze ucho. Infradźwięki maja bardzo dużą długość fali- powyżej 17 m., przez to słabo tłumione mogą rozchodzić się na znaczne odległości. Drugim problemem jest ich słabe tłumienie poprzez ekrany akustyczne.
Źródła infradźwięków można podzielić:
naturalne:
wulkany,
grzmoty,
silny wiatr,
trzęsienia Ziemi (fale sejsmiczne),
duże wodospady.

sztuczne:
pojazdy samochodowe (głównie ciężkie a także samoloty, helikoptery),
przemysł (sprężarki tłokowe, pompy próżniowe i gazowe, wieże wiertnicze, turbodmuchawy),
eksplozje,
drgania mostów,
urządzenia chłodzące i ogrzewające powietrze,
wieżę chłodnicze,
rurociągi.
Zastosowanie infradźwięków.
Infradźwięki są też wykorzystywane przez słonie i wieloryby do komunikacji na duże odległości. W medycynie infradźwięki znalazły zastosowanie, w niektórych specjalistycznych przyrządach terapeutycznych.

4.Ultradźwięki

To fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za granicę uważa się 20 kHz, choć dla większości ludzi granica ta jest znacznie niższa. Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz.
Zastosowania ultradźwięków.
-Ultradźwięki wykorzystywane są w urządzeniach echolokacyjnych. Echolokacja to odnajdywanie i lokalizacja róznych przedmiotów z wykorzystaniem fali akustycznej. Echo jest falą dźwiękowa, która powraca do nas po odbiciu się od jakiejś dalekiej przeszkody. Echa- zazwyczaj ultradźwiękowe sa często używane do onajdywania ciał i określania ich dokładnego położenia przez pomiar czasu powrotu echa do źródła wysyłającego dźwięk. Urządzenie echolokacyjne, zwane sonarem, jest wykorzystywane do poszukiwania ławic ryb, mierzenia głebokości i badania dna morskiego. Komputery mogą przetworzyć sygnały echolokacyjne w obraz na ekranie.
-Posługując się podobnymi urządzeniami, inżynierowie mogą swierdzić, czy nie ma wad lub pęknięć w metalowych elementach konstrukcyjnych samolotów, mostów itp. Ta metoda badania ciał stałych, wykorzystująca echo fali akustycznej, nosi nazwę defektoskopii ultradźwiękowej.
-Ultradźwięki stosuje się również w medycynie, w skanowaniu ultradźwiękowym ciała ludzkiego przy wykorzystaniu urządzeń zwanych ultrasonografami(USG).Kości, tłuszcz, mięśnie w różny sposób odpijają ultraźwięki. Fale odbite przekształcone są przez komputer w impulsy elektryczne tworzące obraz na ekranie. Można w ten sposób zbadać np. dziecko znajdujące się jeszcze w łonie matki.
-Wieloryby i delfiny korzystają z echolokacji, poruszajac się w głębinach mórz.
-Ogniskując np. wiązkę ultradźwięków na kamieniach nerkowych można spowodować ich kruszenie.

5.Hałas

Środowisko akustyczne, obejmuje ogół dźwięków i szmerów o różnej sile głośności, różnym przeznaczeniu, odbieranych przez nas w różnych sytuacjach. Hałasem stają się bodźce lub zespół bodźców działających akustycznie, a zarazem psychicznie:
?z nadmierną intensywnością, czyli głośnością dźwięków,
?z określoną częstością i długotrwałością występowania,
?z dużą różnorodnością pobudzeń słuchowych składających składających się na ogólne pojęcie hałasu.
Słuch
Hałas działa na analizator słuchu, który odgrywa ważną rolę w pracy, a zwłaszcza umysłowej. Organ słuchu podobnie jak inne analizatory składa się z trzech części: receptora, dośrodkowych dróg nerwowych od receptora do mózgu oraz ośrodka korowego.

Wpływ hałasu
Hałas działa na receptor słuchu, stwarzając niebezpieczeństwo uszkodzenia ucha wewnętrznego i ewentualnie błony bębenkowej oraz na układ nerwowy, utrudniając skupienie uwagi, drażniąc system wegetatywny, wprowadzając nadmierne pobudzenie lub wywołując apatie i przygnębienie oraz utrudniając sprawny przebieg czynności psychomotorycznych.

Posted in Uncategorized | Leave a comment