Рассеяние световых лучей в атмосфере
Проходя через земную атмосферу, поток солнечных лучей частично рассеивается, частично поглощается и до Земли доходит ослабленным.
В видимой части спектра поглощение играет малую роль в сравнении с рассеянием. Именно за счёт рассеяния происходит главное ослабление световых солнечных лучей.
Рассеяние световых лучей сильно зависит от длины волны. По расчётам английского физика лорда Рэлея, интенсивность рассеянного света в чистом воздухе обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны. Поэтому, проходя через атмосферу, лучи разных длин волн ослабляются по-разному: короткие световые волны (фиолетово-голубая часть спектра) рассеиваются значительно сильнее длинных (красная часть спектра). Это приводит к тому, что желтоватый свет Солнца при рассеянии превращается
в голубой цвет неба.
Крупные частицы пыли практически одинаково рассеивают все длины волн видимого света. Наличие в воздухе сравнительно крупных частичек пыли добавляет к рассеянному голубому свету свет, отражённый частичками пыли, то есть почти неизменный свет Солнца. Цвет неба становится в этих условиях белесоватым.
Чем ближе опускается Солнце к горизонту, тем больше ослабляются его лучи (см. рисунок). На рисунке наблюдатель находится на Земле в
точке О. Если Солнце в зените, то есть вертикально над головой, то его лучи проходят в атмосфере путь АО. По мере опускания Солнца к горизонту путь его лучей будет увеличиваться и достигнет максимальной длины (ЕО), когда Солнце окажется на горизонте.
|
Длина пути, проходимого солнечными лучами в атмосфере, при разных зенитных расстояниях Солнца
|
|
На длинном пути потери коротковолновых, то есть фиолетовых и синих лучей становятся все более заметными, и в прямом свете Солнца до поверхности Земли доходят преимущественно длинноволновые лучи: красные, оранжевые, жёлтые. Поэтому цвет Солнца по мере его опускания к горизонту становится сначала жёлтым, затем оранжевым и красным. Красный цвет Солнца и голубой цвет неба – это два следствия одного и того же процесса рассеяния.
По мере опускания Солнца к горизонту в прямом солнечном свете исчезают
в первую очередь
| 1) | жёлтые лучи |
| 2) | голубые лучи |
| 3) | фиолетовые лучи |
| 4) | красные лучи |
| Ответ: |
Длина волны фиолетовых лучей (0,4 мкм) примерно в 2 раза меньше длины волны красных лучей (0,8 мкм). Поэтому фиолетовые лучи будут рассеиваться
| 1) | в 2 раза слабее, чем красные |
| 2) | в 2 раза сильнее, чем красные |
| 3) | в 16 раз слабее, чем красные |
| 4) | в 16 раз сильнее, чем красные |
| Ответ: |
При выполнении задания 22 с развёрнутым ответом используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания, а затем ответ на него. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование. Ответ записывайте чётко и разборчиво.
В 1869 году английский физик Дж. Тиндаль выполнил следующий опыт: через прямоугольный аквариум, заполненный водой, пропустил слабо расходящийся узкий пучок белого света.
|
|
|
Какой оттенок (голубой или красный) будет иметь пучок при рассмотрении его с выходного торца? Ответ поясните.
Красный, т. к. голубой цвет имеет длину волны меньшую, чем красный, следовательно рассеется быстрее, чем красный и с выходного торца будет виден крассный оттенок.
Часть 2
Для ответов на задания 23–26 используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания (23, 24 и т.д.), а затем ответ к нему. Ответы записывайте чётко и разборчиво.
Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, два груза, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки.
В бланке ответов:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;
3) укажите результаты измерения веса каретки с грузами и силы трения скольжения при движении каретки с грузами по поверхности рейки;
4) запишите числовое значение коэффициента трения скольжения.
Задание 24 представляет собой вопрос, на который необходимо дать письменный ответ. Полный ответ должен содержать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование.
Брусок плавает при полном погружении в воде. Изменится ли (и если изменится, то как) выталкивающая сила, действующая на брусок, если его переместить в керосин? Ответ поясните.
выталкивающая сила, действующая на брусок в воде, уравновешивает силу тяжести. Деревянный брусок, плавающий при полном погружении в воде, утонет в керосине, так как плотность керосина меньше плотности воды. В керосине выталкивающая сила будет меньше силы тяжести и, следовательно, меньше выталкивающей силы в воде.
|
|
Для заданий 25–26 необходимо записать полное решение, включающее запись краткого условия задачи (Дано), запись формул, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования и расчёты, приводящие к числовому ответу.
Какой путь пройдет машина на горизонтальном участке дороги после выключения двигателя, если коэффициент трения составляет 0,2, а скорость движения машины 72 
?
В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключённая к источнику напряжением 15 В. За какое время калориметр с водой нагреется на 9 °C, если потерями энергии в окружающую среду можно пренебречь?