В 1600 году была напечатана книга Вильяма Джильберта «О магните», которая содержит много опытов по магнетизму.
Джильберту удалось объяснить, почему наклонение стрелки компаса меняется с географической широтой. Угол наклонения магнитной стрелки — это угол, который в вертикальной плоскости ось магнитной стрелки составляет с плоскостью горизонта. Джильберт выдвинул гипотезу, что наша Земля — большой круглый магнит, причем он полагал, что географические полюсы почти совпадают с магнитными.
Джильберт вырезал из природного магнита шар так, чтобы в нем получились полюсы в двух диаметрально противоположных точках. Этот шарообразный магнит он назвал тереллой (рис.1), то есть маленькой Землей. Приближая к ней подвижную магнитную стрелку, можно наглядно показать те разнообразные положения магнитной стрелки, которые она принимает в различных точках земной поверхности: на экваторе стрелка расположена параллельно плоскости горизонта, на полюсе — перпендикулярно плоскости горизонта.
Рассмотрим опыт, обнаруживающий «магнетизм через влияние». Подвесим на нитках две железные полоски параллельно друг другу и будем медленно подносить к ним большой постоянный магнит. При этом нижние концы полосок расходятся, так как намагничиваются одинаково (рис.2а). При дальнейшем приближении магнита нижние концы полосок несколько сходятся, так как полюс самого магнита начинает действовать на них с большей силой (рис. 2б).
В каких точках расположены магнитные полюсы тереллы (рис.1)?
1) А и Б 2) А и В 3) Г и В 4) Г и Б
Конец формы
Начало формы
Как меняется угол наклонения магнитной стрелки по мере движения по земному шару вдоль меридиана от экватора к полюсу?
1) все время увеличивается
2) все время уменьшается
3) сначала увеличивается, затем уменьшается
4) сначала уменьшается, затем увеличиваетсяКонец формы
Начало формы
В опыте, обнаруживающем «магнетизм через влияние», обе железные полоски намагничиваются. На рисунках 2а и 2б для обоих случаев указаны полюса левой полоски.
На нижнем конце правой полоски
1) в обоих случаях возникает южный полюс
2) в обоих случаях возникает северный полюс
3) в первом случае возникает северный, а во втором возникает южный
4) в первом случае возникает южный, а во втором возникает северный
Конец формы
Конец формы
Конец формы
Геомагнетизм
Земля обладает магнитным полем, как будто в её центре расположен гигантский полосовой магнит. Геомагнитное поле обусловлено источниками, расположенными в глубинах Земли. Основы науки о геомагнетизме (земном магнетизме) были заложены в период между XIII и XVI столетиями.
Как узнать, были ли в далёком прошлом Земли периоды, когда геомагнитное поле отличалось от нынешнего? Оказывается, следы есть: горные породы, содержащие железные сплавы, намагничиваются в период своего формирования под действием магнитного поля Земли и сохраняют приобретённую намагниченность в последующие эпохи. Величина и направление этой намагниченности соответствуют магнитному полю, существовавшему в данной точке земной поверхности при образовании породы, то есть миллионы и сотни миллионов лет назад.
На Земле хватает «утерянных компасов» — это обыкновенная лава, вытекающая из вулкана при его извержении. Лава всегда содержит некоторое количество сплавов железа. Первоначально, в процессе извержения, железо и другие ферромагнетики не намагничены: у каждого ферромагнетика существует температура (температура Кюри), выше которой ферромагнетик теряет свойство намагничиваться и во много раз усиливать магнитное поле. При остывании же и кристаллизации лавы в неё как бы «вмораживаются» силовые линии геомагнитного поля в виде множества железосодержащих кристалликов, превратившихся в миниатюрные магнитные стрелки, ориентированные вдоль силовых линий.
Исследования лавовых напластований, проведённые в разных точках Земли, показывают, что за последние примерно 700 тыс. лет магнитное поле Земли практически не изменялось. Но исследования более глубоких и, следовательно, древних слоёв показали, что лавовые напластования представляют собой настоящий слоёный пирог: за верхним слоем с «нормальными» силовыми линиями идёт слой с линиями «обратной» полярности, то есть такими, которые соответствуют геомагнитному полю с полюсами, поменявшимися местами. Там, где был северный край, стал южный; потом снова идёт «нормальный» слой, еще один обращённый и т.д. За последние 4 миллиона лет геомагнитное поле изменяло свою полярность не менее 9 раз!
В процессе остывания лавы образующиеся железосодержащие кристаллы намагничиваются
1) противоположно направлению магнитного поля Земли
2) по направлению магнитного поля Земли
3) перпендикулярно направлению магнитного поля Земли
4) произвольным образом
Конец формы
Начало формы
Под температурой Кюри в тексте понимают температуру,
1) при которой происходит плавление лавы
2) при которой происходит кристаллизация железосодержащих сплавов
3) выше которой ферромагнетик теряет свойство намагничиваться и многократно усиливать внешнее магнитное поле
4) ниже которой любое вещество приобретает свойство намагничиваться и многократно усиливать внешнее магнитное поле
4. Электромагнитные волны
Тепловое излучение
Все окружающие нас тела излучают электромагнитные волны. При комнатной температуре все тела излучают невидимые инфракрасные волны. Кусок железа, нагретый до 550°С, излучает свет красного цвета. По мере повышения температуры железа цвет излучения меняется: при 1000°С становится желтым, при 1500°С – белым. Таким образом, максимум излучения при нагревании тела смещается в область высоких частот (коротких длин волн). На рисунке представлены кривые интенсивности излучения для тел разной температуры. При температуре примерно 5700°С (температура фотосферы Солнца) максимум излучения приходится на область видимого света.
Рисунок. Зависимость интенсивности излучения от частоты для тел разной температуры
Тела не только излучают, но и поглощают энергию. Тело, полностью поглощающее все падающее на него излучение, называется абсолютно черным. Если температура тела выше температуры окружающей среды, то излучение преобладает над поглощением и тело охлаждается.
Теплокровным животным и человеку для поддержания температуры тела необходимо постоянно пополнять энергию. Причем чем меньше размеры тела, тем больше должна быть удельная скорость тепловыделения в организме. Пища и кислород являются исходными веществами биологических реакций, в результате которых образуются белки, ферменты и другие химические соединения, запасающие энергию.
В таблице представлена спектральная классификация звезд.