Файл: Лекции по физике.pdf

связи между атомами, и газ становится одноатомным с удвоенным числом частиц.

CV

7/2R

3R

5/2R

3/2R

Рис. 8

Приложения к главе III

1. Характер воздействия электрического тока на организм человека

>500 Дыхание парализуется через доли секунды, возможна временная остановка сердца, при протекании тока в течение нескольких секунд – тяжелые ожоги и разрушение тканей

164

2. Физические параметры молнии

Молния – это искровой разряд в воздухе в естественных природных условиях. Она представляет собой гигантскую электрическую искру, проскакивающую между облаком и землей или между двумя облаками. Видимой части разряда молнии предшествует невидимый процесс, в котором столб электронов устремляется от облака к земле. Эти электроны частично приходят из грозового облака, нижняя часть которого имеет отрицательный заряд, частично они возникают в результате ионизации молекул воздуха. Как только столб достигает земли, электроны устремляются вниз на землю. Вследствие соударений электронов с молекулами воздуха внутри столба возникает яркая вспышка света. При прохождении импульса тока через канал искры в канале выделяется большое количество энергии (10-100 Дж/м). С этим связано скачкообразное увеличение давления в окружающем газе – образование цилиндрической ударной волны. Возникновением ударных волн объясняются звуковые эффекты, сопровождающие молнию, – мощные раскаты грома.

Разность потенциалов между облаком и землей при возникновении молнии порядка 4·109 В. Средняя длительность разряда молнии 0,2 с. Средний диаметр канала молнии 15 см. Ток в разряде молнии в среднем 10000 А. Скорость лидера молнии 100-1000 км/с. Средняя длина молнии между облаком и землей 2-3 км, а между облаками – 15-20 км и более. Максимальное расстояние, на котором слышен гром около 15 км.

Приложение к главе IV

Влияние спектральных диапазонов света на растения

Каждый участок светового спектра играет свою роль в жизни растений. Биологическое действие спектральных диапазонов солнечного света показано на рис. 9.

Рис. 9

Ультрафиолетовое излучение менее 280 нм является гибельным для растений. За 10-15 мин такого воздействия теряют структуру растительные белки (рис. 9) и прекращают деятельность клетки. Внешне это проявляется в пожелтении и побурении листьев, скручивании стеблей и отмирании точек роста.

165

Средние лучи (280-315 нм) действуют наподобие пониженных температур, способствуя процессу закаливания растений и повышая их холодостойкость. Длинные ультрафиолетовые лучи (315-380 нм) необходимы для обмена веществ и роста растений. Они задерживают вытягивание стеблей, повышают содержание витамина C и других. На хлорофилл ультрафиолетовые лучи практически не действуют, но у растений, перемещенных из темноты на свет (этиолированных), он интенсивно образуется.

Лучи фиолетовые и синие (380-480 нм) тормозят рост стеблей, листовых черешков и пластинок, формируют компактные растения и более толстые листья, позволяющие лучше поглощать и использовать свет в целом. Эти лучи стимулируют образование белков, органосинтез растений, переход к цветению короткодневных растений, замедляют развитие растений длиннодневных. Си- не-фиолетовая часть спектра света почти полностью поглощается хлорофил-

лом, что создает условия для максимальной интенсивности фотосинтеза, см.

рис. 9.

Зеленые и желтые лучи (500-590 нм) сильно отражаются от листовых пластинок, практически не поглощаясь ими. Последние под их действием становятся очень тонкими, а осевые органы растений вытягиваются. Уровень фо-

тосинтеза – самый низкий, см. рис. 9.

Красные лучи в сочетании с оранжевыми (760-590 нм) представляют со-

бой основной вид энергии для фотосинтеза, см. рис. 9. Наиболее важной явля-

ется область 625-680 нм, способствующая интенсивному росту листьев и осевых органов растений. Этот свет почти полностью поглощается хлорофиллом и увеличивает образование углеводов при фотосинтезе. Зона красно-оранжевого света имеет решающее значение для всех физиологических процессов в растениях.

Красные лучи (600-690 нм) низкой интенсивности (не выше 620 лк) активно воздействуют на физиологические процессы в растениях, чувствительных к смене света и темноты (фотопериодических). Это в первую очередь относится к тепличным томатам и огурцам. При облучении их в вечерние сумеречные часы указанным светом специальных ламп был получен эффект ускорения развития, усиления ростовых процессов и повышения урожайности.

Инфракрасные лучи (от 760 нм) по-разному воздействуют на растения. На ближний инфракрасный свет (до 1100 нм) слабо реагируют томаты и довольно сильно огурцы. Этот диапазон света действует на растяжение подсемядольного колена, стеблей и побегов. Ближнее излучение при низких температурах может частично поглощаться хлорофиллом и не перегревать лист, что будет полезно для фотосинтеза. Более длинные лучи только повышают температуру листа. Лист начинает увядать и погибает, и все растение тоже.

Точно зная действие каждого участка солнечного спектра на овощные и другие культуры, ученые создают растениеводческие лампы с оптимизированным по спектру светом для выращивания растений в теплицах. В настоящее время активно проводятся эксперименты с лампами на светодиодах. В отличие от обычных ламп дневного света (например, натриевых ламп высокого давления) они потребляют меньше электроэнергии и могут быть настроены на максимально благоприятный для растений спектральный диапазон.

166

Приложения ко всему курсу

1. Единицы физических величин в СИ

Основной системой единиц, принятой в данном курсе, является система СИ. Любую физическую величину в Международной системе единиц СИ можно выразить через семь основных единиц и две дополнительные.