Реферат по биологии по теме "Антропогенез" 10 класс. Реферат 10 класс

Реферат по биологии по теме "Антропогенез" 10 класс

Оглавление

Легенды и мифы

3.1. Древняя Греция: рождение богов

3.2. Адам в библейских сказаниях

Доказательства родства человека и животных

Антропогенез.

Социальная сущность человека

Культурное наследие

Заключение

Приложения

9.1. Генеологическое дерево человека разумного

9.2. Этапы антропогенеза

9.3. Расы человека

9.4. Мировая плотность населения мира.

Список используемой литературы.

«Человек - самое беспомощное из всех

животных, но сама эта его биологическая слабость есть основа его силы...»

(Э. Фромм )

Вступление.

Что такое человек? Ответить на этот вопрос пытались многие великие ученые и философы мира. Тем не менее, в наши дни он вновь и вновь стоит в центре внимания естествоиспытателей. Необычайно возросшие знания о человеке способствуют более глубокому пониманию основного вопроса философии - об отношении мышления к бытию - идеального, духовного к материальному, к природе, помогают вырабатывать эффективные пути формирования нового человека.Генетика установила глубочайшее биологическое единство всех звеньев органического мира, включая человека.Человек - часть природы. Благодаря эволюционному развитию биологических систем животный предок человека подошел к той грани, за которой открылась возможность его социальной эволюции.

Многие миллионы лет продолжалась эволюция живой природы, прежде чем стада высших приматов превратились сначала в племена древних людей, а затем и в современное человечество. Параллельно с развитием общественных отношений шло становление самого вида Человек разумный (Homo sapiens) как биосоциального по своей природе. Удлинение периода детства и юности дало возможность старшим передавать свой жизненный опыт и знания молодому поколению, обучать детей приемам изготовления орудий труда, развивать их речь, помогать усваивать правила поведения, принятые в данном человеческом сообществе.

Чем же человек отличается от животных? Более развитым мозгом, способностью к мышлению, прямохождением, членораздельной речью, умением преобразовывать окружающий мир сознательным трудом. Именно труд позволил человеку создать новую жизненную среду — принципиально иную экологию. Если животное лишь приспосабливается к среде с помощью своих органов и поведения, то человек наряду с этим свойством научился создавать для себя искусственную среду, начиная с одежды, выведения новых пород животных и сортов растений и заканчивая сельскохозяйственными угодьями, садами, парками, современными городами, транспортом, средствами связи, технологиями получения различных продуктов и изделий. Эту искусственную среду называют социальной, потому что она создавалась не одним человеком, а обществом (социумом), многими поколениями на протяжении всей истории человечества.

Условия жизни людей принципиально отличаются от условий жизни животных, которые могут пользоваться только природной {естественной) средой. Человек с самого рождения оказывается в окружении рукотворных вещей — от пеленок до сложных приборов для поддержания внешней температуры тела и других средств ухода за малышом. С появлением на свет в жизнь младенца включается наряду с генетической социальная программа его становления как личности: развитие речи, воспитание опрятности, передача опыта поведения среди людей, а по достижении определенного возраста обучение в школе, подготовка к трудовой профессиональной деятельности.

infourok.ru

Реферат - 10 класс. История

11. Установите соответствие между терминами и временем их появления.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ТЕРМИНЫ

ВРЕМЯ ПОЯВЛЕНИЯ

А) баскаки

1)Х1в.

Б) вира

2) XIII в.

В) приказы

3) XIV в.

Г) стрельцы

4) XV в.

5) XVI в.

Б В

^ Задания с выбором ответа

1. Прочитайте отрывок из летописи и укажите, о ком идетречь в приведенном отрывке.

«Сказал [он] матери своей и боярам своим: «Не любо мне сидеть в Киеве, хочу жить в Переяславце на Дунае - ибо там середина земли моей, туда стекаются все блага: из Греческой земли - золото, паволоки, вина, различные плоды, из Чехии и из Венгрии серебро и кони, из Руси же меха и воск, мед и рабы»».

1) Олеге

2)Игоре

Святославе

Ярославе

2. Прочтите отрывок из работы историка и укажите, о комидет речь в тексте.

«Прежде чем выступить в поход, Дмитрий Иванович отправился в... лавру испросить благословения у игумена этой обители... Горячо молился праведный муж вместе с московским князем об успехе предстоящего дела. Дал он князю двух иноков, Пересвета и Ослябю, которые до поступления в монастырь были воинами... Потом... благословил Дмитрия Ивановича и предсказал, что прольется много крови, но русские одолеют».

Иосифе Волоцком

Сергии Радонежском

Макарии

Филарете

3. Прочтите отрывок из сочинения современного историкаи укажите, как называлась летопись, о которой говорилось вдокументе.

«Эпоха Владимира Мономаха была временем расцвета художественной и культурной деятельности на Руси. В Киеве и других городах воздвигались новые каменные церкви, украшенные живописью... К этому времени относится составление нашей первоначальной летописи».

«Апостол»

«Русская правда»3)«Изборник»

4) «Повесть временных лет»

4. Прочтите отрывок из сочинения историка В.О. Ключевского и укажите имя князя, о котором идет речь.

«Поручение собирать ордынскую дань со многих, если только не со всех князей и доставлять ее в Орду [он] получил..., когда стал великим князем владимирским. Это полномочие послужило в руках великого князя могучим орудием политического объединения удельной Руси. Не охотник и не мастер бить свою братию мечом, московский князь получил возможность бить ее рублем».

Даниил Александрович

Иван Калита

Иван III

Иван IV

5. Прочтите отрывок из Галицко-волынской летописи и укажите событие, с которым связаны описанные в летописи факты.

«Пришло неслыханное войско, безбожные, называемые татарами; пришли они на землю Половецкую. Половцы пытались сопротивляться, но даже самый сильный из них Юрий Кончакович - не мог им противостоять и бежал, и многие были перебиты — до реки Днепра. Татары же повернули назад и пошли в свои вежи. И вот когда половцы прибежали в Русскую землю, то сказали они русским князьям: «Если вы нам не поможете, то сегодня мы были побиты, а вы завтра побиты будете».

Был совет всех князей в городе Киеве, и решили на совете так: «Лучше нам встретить их на чужой земле, чем на своей».

Куликовская битва

стояние на реке Угре

битва на реке Калке

сражение на реке Воже

6. Прочтите отрывок из сочинения историка В.О. Ключевского и назовите князя, о котором идет речь.

«... [Он] строил много церквей, основывал монастыри, не жалел издержек на украшение храмов. Кроме церкви Успения, возбуждавшей удивление современников великолепием, он построил церковь Покрова при устье реки Нерли и много других каменных церквей.

Властолюбивый князь, изгнавши братьев и тех бояр, которые недостаточно ему повиновались, правил в своей земле самовластно, забывши, что он был избран народом, отягощал народ поборами и по произволу казнил смертью всякого, кого хотел».

Юрий Долгорукий

Владимир Мономах

Ярослав Мудрый

Андрей Боголюбский

7. Прочтите отрывок из сочинения Д.С. Лихачева и укажите, к правлению какого князя относятся описываемые события.

«В 1366 г. (по другим сведениям, в 1367 г.) началось строительство нового каменного Московского Кремля на месте деревянных укреплений... Каменный Кремль был значительно больше прежнего дубового. Он был расширен почти до пределов нынешнего...

Построение каменного Московского Кремля тотчас же отразилось на внешней политике князя... Москва становится неприступной для врагов. Нашествия Ольгерда на Москву и в 1368 г., и в 1370 г. были безуспешны».

Юрия Долгорукого

Дмитрия Донского

Ивана Грозного

Ивана Калиты

8. Прочтите отрывок из сочинения современного историкаи укажите, как назывались произведения, в которых действовали описанные герои.

«Необычайны и подчас фантастичны силы героев - палицы у богатырей по 100 пудов, скачут они на конях... чуть ниже облака ходячего... Но и враги, выходившие на богатырей, были чудовищно могучи. Войска вражьего, растянувшегося в степях, серому волку в три дня не обрыскать, черному ворону не облететь».

1) летописями

2)былинами

житиями

хождениями

9. ^ Прочтите отрывок из сочинения Н.М. Карамзина и укажите, о каком церковном деятеле идет речь.

«Сей святой старец... предсказал Димитрию кровопролитие ужасное, но победу... окропил святою водою всех бывших с ним военачальников и дал ему двух иноков в сподвижники, именем Александра Пересвета и Ослябю...»

Сергии Радонежском

Иосифе Волочком

Данииле Черном

Феофане Греке

10. Прочтите фрагмент документа и укажите, как он называется.

«А крестьянин уходить из волости, из села в село, один срок в году, за неделю до Юрьева дня и неделю после Юрьева дня. Дворы пожилое платят в полях за двор рубль, а в лесах полтина. А который крестьянин поживет за кем год да пойдет прочь, и он платит четверть двора, и два года поживет... иолдвора платит, а три года поживет... платит три четверти двора, а четыре года поживет, и он весь двор платит».

«Русская Правда»

Судебник 1497 г.

«Указ о заповедных летах» 1581 г.

«Соборное Уложение» 1649 г.

11. Прочтите фрагмент документа и укажите, к какому историческому деятелю относится эта характеристика.

«... Сел Иван Данилович на великом княжении всея Руси и была с тех пор тишина велика на 40 лет, и перестали поганые воевать Русскую землю и убивать христиан, и отдохнули христиане от великой истомы и многой тяжести от насилия татарского, и была с тех пор тишина велика по всей Русской земле».

Ивану III

Ивану Красному

Ивану Калите

Ивану IV

12. Прочтите отрывок из сочинения историка В. Янина иукажите, о каком художнике идет речь.

«Нет в XV веке более звонкого имени. Перечень сохранившихся работ величайшего русского художника средневековья невелик..., но даже части сохранившегося, даже одной-единственной неповторимой Троицы было бы достаточно для бессмертия его имени...»

Феофане Греке

Андрее Рублеве

Дионисии

Симоне Ушакове

13. Прочтите отрывок из исторической «Повести» и укажите, к какому году относятся эти события.

«И стал воевать царь Батый окаянный Рязанскую землю, и пошел ко граду Рязани. И осадил град, и бились пять дней неотступно. Батыево войско переменилось, а горожане бессменно бились. И многих горожан убили, а иных ранили, а иные от великих трудов изнемогли. А в шестой день спозаранку пошли поганые на город -одни с огнями, другие с пороками (осадными орудиями), третьи с бесчисленными лестницами - и взяли град Рязань месяца декабря в двадцать первый день».

1)1223 г.

2) 1237 г.

3)1240 г.

4) 1380

14. ^ Прочтите отрывок из «Повести временных лет» и укажите, к кому из князей Древней Руси относится эта характеристика.

«Он был хромоног, но ум у него был добрый, и на рати был он храбр: прибавлена еще одна замечательная черта, что он был христианин и сам книги читал. В его княжение христианство и грамотность должны были распространяться. Собрал много писцов; они переводили книги с греческого на славянский и переписали много книг, много ин и купил их. Князь строил церкви по городам и местам не огороженным, ставил при них священников, которым давал содержание из собственного имущества, приказывая им учить людей. Князь велел собрать у старост и священников детей (300 человек) и учить их книгам».

Олегу

Игорю

Рюрику

Ярославу

15. Прочтите отрывок из исторического источника и укажите, где и когда было принято такое решение.

«Ни польского королевича, ни шведского, ни иных немецких вер и ни из каких православных государств на Московское государство не выбирать и Маринкина сына не хотеть».

на Земском соборе 1613 г.

на Земском соборе 1649 г.

на заседании Боярской думы по окончании Ливонской войны в1583г.

при воцарении Василия Шуйского в 1606 г.

16. Укажите, из какого документа взят приведенный нижеотрывок.

«Также будет кто вотчинники и помещики учнут государю бити челом о беглых своих крестьянах и бобылях тех крестьян и бобылей по сыску отдавати по писцовым книгам без урочных лет.

Суд за крестьян своих ищут и отвечают они же дворяне и дети боярские во всех делах, кроме татьбы и разбою, и поличного и смертных убийств».

«Соборного Уложения» 1649 г.

«Судебника» 1497 г.

«Судебника» 1550 г.

«Русской Правды»

17. Прочтите отрывок из сочинения историка Н.М. Карамзина и укажите, о ком в нем говорится.

«В то время, как Васко да Гама единственно мыслил о возможности найти путь от Африки к Индостану, наш тверитянин (тверской купец) уже купечествовал на берегу Малабара и беседовал с жителями о догматах их веры».

Афанасии Никитине

Ермаке Тимофеевиче

Семене Дежневе

Ерофее Хабарове

18. Прочтите отрывок из исторического источника и укажите, о каком событии в нем говорится.

«Не хотим за великого князя московского, не хотим называться его вотчиной, мы люди вольные, не хотим терпеть обиды от Москвы, хотим за короля польского и великого князя Литовского Казимира» - так кричали на вече бояре и их сторонники».

присоединении Новгорода к Москве

присоединении Рязанского княжества к Москве

походе на Киев Юрия Долгорукого

походе на Тверь Ивана IV Грозного

19. Прочтите отрывок из записок иностранца о российском государстве и укажите, с именем какого государя связаноописываемое событие.

«Челобитье же государь и великий князь архиепископов и епископов принял на том, чтобы ему своих изменников, которые измены ему, государю, делали, на тех опалу свою наложить, а иных казнить и все имущество без остатка изъять; а учинить ему на своем государстве себе опричнину...»

Ивана III

Бориса Годунова

Ивана IV

Василия Шуйского

20. Прочтите отрывок из документа и укажите, к какомувеку относятся описываемые в нем события.

«...Борис Годунов... начал делать многие неправды: и Бог ему мстил за убиение..., а вор Гришка Отрепьев-разстрига принял от Бога месть по делам своим и злою смертию умер; а царя Василия избрали на государство не многие люди, и тогда, по вражью действу, многие города не захотели ему служить, а отложились от Московского государства...»

XV в.

XVII в.

XVIII в.

XIX в.

21. Прочтите отрывок из сочинения историка и назовитеимя церковного деятеля, о котором идет речь.

«Вышедший из крестьян и ставший монахом, он благодаря своим недюжинным способностям далеко продвинулся в церковной иерархии; к моменту вступления на престол Алексея он был архимандритом Новоспасского монастыря. Молодой набожный царь, безусловно, находился под сильным влиянием этого талантливого православного проповедника. У них возникли тесные отношения. И в результате при поддержке Алексея Михайловича он в 1649 г. стал Новгородским митрополитом, а в 1652 г. -патриархом».

Филарет

Иов

Аввакум

Никон

ВЗ. Установите соответствие между именами и событиями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ИМЕНА СОБЫТИЯ

патриарх Никон 1) присоединение Вели-Б) Василий Шуйский кого Новгорода

Иван III 2) восстание Ивана Бо-Г) Иван IV лотникова

церковный раскол

битва на реке Калке

Ливонская война

www.ronl.ru

Доклад - Ответы на билеты за 10 класс для школ с физико математическим уклоном

Билет №1

В основе МКТ строениялежат три утверждения: вещество состоит из частиц; эти частицы беспорядочнодвижутся; частицы взаимодействуют друг с другом.

Основныеположения

1.Вещество состоит из атомов (молекул). Размеры атомов (молекул)очень малы. Число атомов содержащихся в одном моле – число Авагадро NА=6,022·

<img src="/cache/referats/4775/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1026">Оценка размеров молекул: это можно сделатьпри наблюдении за расплывание капелькимасла (оливкового) по поверхности воды. Масло никогда не займет всюповерхность, если сосуд велик. Можно предположить, что при растекании масла помаксимальной площади оно образует слой толщиной всего лишь в одну молекулу.Толщину этого слоя нетрудно определить и тем самым оценить размеры молекулыоливкового масла. Массу можно узнать по формуле: m=m0N.Кол-во ве-ва

2.Атомы (молекулы) вещества находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении.Наиболее яркое доказательство – броуновское движение (Р. Броун, <st1:metricconverter ProductID=«1827 г» w:st=«on»>1827 г</st1:metricconverter>.) мелких частиц,

взвешенных в жидкости, происходящее из-за непрерывных беспорядочных соударенийэтих частиц с молекулами жидкости. Другой простой экспериментальный факт,доказывающий тепловое движение атомов вещества, это диффузия.

3.Между атомами (молекулами) вещества действуют силыпритяжения и отталкивания, зависящие от расстояния между частицами. На далекихрасстояниях (превышающих несколько

радиусов молекулы) взаимодействие слабо и носит характерпритяжения. С уменьшением расстояния это притяжение сначала нескольковозрастает, а затем стремится к нулю. В момент соприкосновения электронныхоболочек молекул возникают быстро растущие с уменьшением расстояния силыэлектростатического отталкивания.

4. строение газов, жидкостей и твердых тел.

Газ: Расстояниемежду отдельными молекулами (атомами)в газах очень велико по сравнению с размерами самих молекул. Поэтому силы притяжения междумолекулами в газе пренебрежимо малы. Следовательно, газы могут неограниченно расширяться, занимая любойпредоставленный им объем, а значит и легко сжимается.

Жидкость:Молекулы в жидкости расположены достаточно близко друг к другу, так что припопытке сжатия жидкости возникают большие силы отталкивания. Отсюда малаясжимаемость жидкостей. Молекулы ведут оседлую жизнь, всреднем она равна 10-11с.Жидкости текучи, т.е. не сохраняют свою форму.

Твердые тела: Втвердом теле атомы или молекулы могут лишь колебаться вокруг определенных положений равновесия. Поэтомутвердые тела сохраняют и форму, и объем. У кристаллических твердых тел центрыатомов (молекул) образуют пространственную решетку, в узлах которой находятся атомы вещества.Аморфные твердые тела не обладают жесткой структурой и скорее напоминают застывшиежидкости.

Билет №2

Модельидеального газа

У разреженного газа расстояние между молекулами во много разпревышает их размеры. В этом случае взаимодействие между молекуламипренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше потенциальнойэнергии взаимодействия. Молекулы газа можно рассматривать как очень маленькиетвердые шарики. Вместо реального газа, между молекулами которого действуютсложные силы взаимодействия. Идеальныйгаз – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало.Принимается, что при соударениях между собой и со стенками сосуда молекулытакого газа ведут себя как абсолютно упругие шарики конечных, но весьма малых размеров. Этисоударения происходят по законам, справедливым для абсолютно упругого удара.Существующие в действительности газы при не слишком низких температурах идостаточно малых давлениях – разреженныегазы – по своим свойствам близки к идеальному газу.

<img src="/cache/referats/4775/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1027"> Среднийквадрат скорости молекул. От этой величины зависит средняя кинетическаяэнергия молекул. Средняя кинетическаяэнергия молекул имеет очень большое значение во всей молекулярно-кинетической теории. Среднее значениеквадрата скорости определяется следующей формулой:

Ур-е МКТ газа:

F — вектор силы, S-площадь, n-концентрация молекул,

v-вектор среднего квадратаскорости, m0–масса одной молекулы

Билет № 3

<img src="/cache/referats/4775/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1035"><img src="/cache/referats/4775/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1034"><img src="/cache/referats/4775/image012.gif" v:shapes="_x0000_s1036"> Между тремя основными параметрами состояния тела существует связь, называемая –уравнением состояния идеального газа. Концентрациягаза (1) NA-постоянная Авогадро, m — масса газа, M — молекулярная масса.

Если подставить (1)в произведение постояннойБольцмана на постоянную Авогадро – универсальная газовая постоянная R=8,31Дж/моль К

Оно записывается в форме зависимости p,V, T .<img src="/cache/referats/4775/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> — уравнениесостояния идеального газа

R — универсальнаягазовая постоянная

Изопроцессы –Термодинамические процессы, протекающие в системе с неизменной массой припостоянном значении одного из параметров системы.

Изотермическийпроцесс – Процесс изменения состояния термодинамической системы припостоянной температуре. Дляподдержания температуры газа постоянно необходимо, чтобы он мог обмениваться теплотой с большой системой – термостатом.

<img src="/cache/referats/4775/image016.jpg" v:shapes="_x0000_s1029">Для газаданной массы произведение давления газа на его объем постоянно, еслитемпература газа не меняется. PV=constпри T=const – закон Бойля-Мариотта. В термодинамической диаграмме p-V – кривая линия (Изотерма).

Изобарный процесс- Процесс изменения состояния

термодинамической системы при постоянном давлении.

<img src="/cache/referats/4775/image018.jpg" v:shapes="_x0000_s1031">Для газа данной массы отношение объема ктемпературе

<img src="/cache/referats/4775/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1030"> постоянно, если давление газа не меняется. при p=const, V=const·T –законГей-Люссака. Изображается на графике прямой (Изобара). Различным

давлениям соответствует разные изобары.

С ростом давления объем газа при постоянной температуре

согласно закону Бойля-Мариотта уменьшается. В области низких

температур все изобары идеального газа сходятся в точке Т=0.

Но это не означает, что объем реального газа действительнообращается в нуль. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а кжидкостям уравнение состояния идеального газа неприменимо. Изобарным можносчитать расширение газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем.Постоянство давления в цилиндре обеспечивается атмосферным давлением на внешнююповерхность поршня.

<img src="/cache/referats/4775/image022.gif" v:shapes="_x0000_s1032">Изохронный процесс – процесс изменениясостояния термодинамической системы припостоянном объеме . при V=const p=const·T – закон Шарля

<img src="/cache/referats/4775/image024.jpg" v:shapes="_x0000_s1033">В соответствии с уравнением p=const·Tвсеизохоры начинаются в точке Т=0. Значит, давление идеального газа при абсолютномнуле равно нулю. Увеличение давления газа в любой емкости или в электрическойлампочке при нагревании является изохорным процессом. Изохорный процессиспользуется в газовых термометрах постоянного объема. Изображается на графикепрямой (Изохора).

Билет № 4

Пусть жидкость занимает часть объема замкнутого сосуда. Прилюбой температуре существует некоторое количество достаточно энергичных молекулвнутри жидкости, которые способны разорвать связи с соседними молекулами ивылететь из жидкости. Чем больше температура и при наличии ветра тем быстреепроисходит испарение. В то же время впаре, занимающем остальной объем внутри сосуда, всегда найдутся молекулы,которые влетают обратно в жидкость и не могут вылететь обратно. Таким образом,в этом сосуде все время происходят два конкурирующих процесса – испарение иобратная конденсация. Когда числомолекул, покидающих жидкость, становится равным числу молекул, возвращающихсяобратно, то наступает динамическое равновесие между жидкой и газообразнойфазой, говорят, что пар достиг насыщения.

Пар называется ненасыщенным, если его давлениеменьше давления насыщенного при данной температуре.

Давление насыщенного пара существенно зависит оттемпературы: чем она выше, тем

больше молекул имеют достаточную энергию, чтобы покинутьжидкость, следовательно, должна возрасти и плотность насыщенного пара.

<img src="/cache/referats/4775/image026.jpg" v:shapes="_x0000_s1038">р0 =nkT. Давление пара р0 ,при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называетсядавлением насыщенного пара. Давлениенасыщеного пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, нои вследствие увеличения концентрации молекул пара.

AB-от увеличение температуры давление возрастает

ВС-при испарении всейжидкости давление при постоянном объеме

возрастает прямопропорционально абсолютной температуре

Кипение. По мереувеличения температуры жидкости интенсивность испарения увеличивается, жидкостьначинает кипеть. При кипении по всемуобъему жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают наповерхность. Температура кипения жидкости остается постоянной. Этопроисходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется напревращение ее в пар.

В жидкости всегда присутствуют растворенные газы, которыевыделяются на дне и стенках сосуда, а также на взвешенных в жидкости пылинках.Пары жидкости, которые находятся внутри пузырьков, являются насыщенными. Сувеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырькиувеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают вверх.Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слояхпроисходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает, ипузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, что стенкипузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Множество такихмикровзрывов создает характерный шум.Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться ивсплывут на поверхность. Жидкость закипит. Перед закипанием чайник почтиперестает шуметь.

Зависимость давления насыщенного пара от температурыобъясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления на ееповерхность. Пузырек пара может расти, когда давления насыщенного пара внутриего немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давлениявоздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давлениястолба жидкости. Кипение начинается притемпературе, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается сдавлением в жидкости. Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения,и наоборот, уменьшая внешнее давление- понижается температура кипения.

У каждой жидкости своя температура кипения, которая зависитот давления насыщенного пара. Чем вышедавление насыщенного пара, тем ниже температура кипения соответствующейжидкости, т.к… при меньшихтемпературах давление насыщенного пара становится равным атмосферному.

Критическаятемпература- это температура, при которой исчезают различия в физическихсвойствах между жидкостью и ее насыщенным паром. Представление окритической температуре ввел Д. И. Менделеев. При критической температуреплотность и давление насыщенного пара становятся максимальными, а плотностьжидкости, находящейся в равновесии с паром, — минимальной. Особое значениекритической температуры состоит в том, что при температуре выше критической нипри каких давлениях газ нельзя обратить в жидкость. Газ, имеющий температуруниже критической, представляет собой ненасыщенный пар.

Влажностьвоздуха

Содержание водяногопара в воздухе, т.е. его влажность, можно характеризовать несколькимивеличинами.

Парциальное давлениеводяного пара. Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газови водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление,производимое воздухом на находящиеся в нем тела. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газыотсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара. Парциальноедавление водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Еговыражают в единицах давления – паскалях или в миллиметрах ртутного столба.

Относительнаявлажность. По парциальному давлению водяного пара еще нельзя судить о том,насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению. Относительная влажность – величина,показывающая, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению.

<img src="/cache/referats/4775/image028.gif" v:shapes="_x0000_s1040"><img src="/cache/referats/4775/image030.gif" v:shapes="_x0000_s1039"> называютотношение парциального давления p водяного пара,содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению p0насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах:

Психрометр – прибор,с помощью которого измеряют влажность воздуха. Он состоит из двух термометров.

Билет№5

Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимаютопределенные, упорядоченные положения в пространстве. Кристаллы по — разному проводят теплоту и ток вразличных направлениях. От направления зависят и оптические свойствакристаллов. Анизотропия – зависимостьфизических свойств от направления внутри кристалла. Различаются четыре типакристаллической решетки: 1). Ионныекристаллы – большинство неорганических соединений, например соли, окисиметаллов; 2). Атомные кристаллы –кристаллические решетки полупроводников, многие органические твердые тела; 3). Молекулярные кристаллы – бром, метан,нафталин, парафин, многие твердые органические соединения; 4). Металлические кристаллы – металлы. Твердое тело, состоящее из большого числамаленьких кристаллов, называют поликристаллическими.Одиночные кристаллы называют монокристаллами. Аморфные тела неимеют определенной формы в своей структуре строения атома или молекулы, неимеют кристаллической решетки, обладают свойством изотропии. Изотропия – это свойство одинаковопередавать тепло, электрический ток по всем направлениям одинаково.Определенной температуры плавления у аморфных тел нет.

Деформацией – наз. изменение формы или объема тела.

Растяните резиновый шнур за концы. Очевидно, участкишнура сместятся друг относительно друга; шнур окажется деформированным — станетдлиннее и тоньше. Деформация возникает всегда, когда различные части тела поддействием сил перемещаются неодинаково.

Шнурпосле прекращения действия на него сил возвращается в исходное состояние. Деформации, которые полностью исчезают послепрекращения действия внешних сил, называются упругими. Кроме резиновогошнура, упругие деформации испытывают пружина, стальные шарики при столкновениии т. д.

Теперьсожмите кусочек пластилина. В ваших руках он легко примет любую форму.Первоначальная форма пластилина не восстановится сама собой. Деформации, которые не исчезают послепрекращения действия внешних сил, называются пластическими.

<img src="/cache/referats/4775/image032.gif" v:shapes="_x0000_s1041"> Деформациярастяжения (сжатия).Если к однородному стержню, закрепленному одним концом,приложить силу Fвдоль оси стержня внаправлении от этого конца, то стержень подвергнется деформации растяжения.Деформацию растяжения характеризуют абсолютнымудлинением ∆l=l-l0 и относительным удлинением

гдеl0—начальная длина, а l— конечная длина стержня.

Деформациюрастяжения испытывают тросы, канаты, цепи в подъемных устройствах, стяжки между вагонами и т.д.

Еслина стержень подействовать силой F,направленной к закрепленному концу, то стержень подвергнется деформациисжатия. В этом случае относительная деформация отрицательна: ε<0.

Деформациюсжатия испытывают столбы, колонны и др.

При растяжении или сжатии изменяется площадьпоперечного сечения тела.

Деформациясдвига.

Деформацию, при которойпроисходит смещение слоев тела друг относительно друга, называют деформациейсдвига.

Если силу Fувеличить в 2 раза, то и угол увеличитсяв 2 раза. Опыты показывают, что при упругих деформациях угол сдвига прямо пропорционален модулю Fприложенной силы.

Деформациям сдвига подвержены все балки в местахопор, заклепки и болты, скрепляющиедетали, и т.д

Изгиб и кручение.Более сложными видамидеформаций являются изгиб и кручение. Деформацию изгиба испытывает, например,нагруженная балка. Кручение происходит при завертывании болтов, вращениивалов машин, сверл и т. д. Эти деформации сводятся к неоднородному растяжениюили сжатию и неоднородному сдвигу.

Билет 6.

Внутренняя энергия- это энергия движения и взаимодействиячастиц, из которых состоит тело.Внутренняя энергия зависит от температуры тела, его агрегатного состояния,от химических, атомных и ядерныхреакций. Она не зависит ни от механического движения тела, ни от положенияэтого тела относительно других тел. Внутреннюю энергию можно изменить путемсовершения работы и теплопередачи. Если над телом совершается работа, товнутренняя энергия тела увеличивается, если же это тело совершает работу, тоего внутренняя энергия уменьшается. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Первый законтермодинамики.

Закон сохранения ипревращения энергии, распространенный на тепловые явления, носит названиепервого закона термодинамики.

Изменение внутренней энергии системы при переходе ееиз одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количестватеплоты, переданного системе:

∆

Еслисистема изолирована, то над ней не совершается работа (A==0) и она необменивается теплотой с окружающими телами (Q==0). В этом случаесогласно первому закону термодинамики ∆

Часто вместо работы А внешних тел над системой рассматривают работу A'системы над внешними телами. Учитывая, что A'= -A первый закон термодинамики в форме можно записать так:Q=∆

Количествотеплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершениесистемной работы над внешними телами.

Изохорныйпроцесс.При изо хор-ном процессе объем газа не меняется и поэтому работа газа равнанулю. Изменение внутренней энергии согласно уравнению Q=∆

∆

Изотермическийпроцесс.При изотермическом процессе (T==const)внутренняя энергия идеального газа не меняется. Все переданное газуколичество теплоты идет на совершение работы: Q==A'. Если газ получает теплоту (Q>0),то он совершает положительную работу (А'>0). Если, напротив, газ отдаеттеплоту окружающей среде (термостату), то Q<0 и А'<0. Работаже внешних сил над газом в последнем случае положительна.

Изобарныйпроцесс.При изобарном процессе передаваемое газу количество теплоты идет на изменениеего внутренней энергии и на совершение им работы при постоянном давлении.

Адиабатныйпроцесс.

Процесс втеплоизолированной системе называют адиабатным. При адиабатном процессе Q=0 исогласно уравнению ∆

Нельзя окружить систему оболочкой, абсолютно не допускающейтеплопередачу. Но в ряде случаев можно считать реальные процессы очень близкимик адиабатным. Для этого они должны протекать достаточно быстро, так, чтобы завремя процесса не произошло заметного теплообмена между системой и окружающимителами.

Билет№7

Принципы действия тепловых двигателей.

Длятого чтобы двигатель совершал работу, необходима разность давлений по обестороны поршня двигателя или лопастей турбины. Во всех тепловых двигателях этаразность давлений достигается за счет повышения температуры рабочего тела насотни или тысячи градусов по сравнению стемпературой окружающей среды. Такое повышение температуры происходит присгорании топлива

Рабочимтелом у всех тепловых двигателейявляется газ, который совершает работу при расширении. Обозначим начальнуютемпературу рабочего тела (газа) через t1.

В двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинахповышение температуры происходит при сгорании топлива внутри самого двигателя.Температуру Т1 называюттемпературой нагревателя.

Коэффициентполезного действия (КПД) теплового двигателя.Невозможность полного превращения внутреннейэнергии газа в работу тепловых двигателей обусловлена необратимостью процессовв природе. Если бы теплота могла самопроизвольно возвращаться от холодильникак нагревателю, то внутренняя энергия могла бы быть полностью превращена вполезную работу с помощью любого теплового двигателя.

Согласно закону сохранения энергииработа, совершаемая двигателем, равна:

A'=|Ql|-|Q2|

где Q1— количество теплоты,полученное от нагревателя, aQ2—количество теплоты,отданное холодильнику.

<img src="/cache/referats/4775/image034.gif" v:shapes="_x0000_s1042"> Коэффициентом полезного действия теплового двигателяназывают отношение работы А', совершаемой двигателем, к количеству теплоты,полученному от нагревателя:

КПДтеплового двигателя меньше единицы. При Т1—Т2=0двигатель не может работать.

Максимальное значение КПД тепловых двигателей.Законы термодинамикипозволяют вычислить максимально возможный КПД теплового двигателя, работающегос нагревателем, имеющим температуру Т1,и холодильником с температурой Т2.Впервые это сделал французский инженер и ученый Сади Карно .

<img src="/cache/referats/4775/image036.gif" v:shapes="_x0000_s1043">Карно придумал идеальную тепловую машину с идеальнымгазом в качестве рабочего тела. Он получил для КПД этой машины следующеезначение:

Как и следовало ожидать, КПД машины Карно прямо

пропорционален разности абсолютных температурнагревателя и холодильника.

Главное значение этой формулы состоит в том, какдоказал Карно, что любая реальнаятепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру Т1,и холодильником с температурой Т2 не может иметь КПД, превышающийКПД идеальной тепловой машины.

При температуре холодильника, равнойабсолютному нулю, η=1

Тепловыедвигатели и охрана природы.Повсеместное применение тепловых двигателей с цельюполучения удобной для использования энергии связано с воздействием на

окружающуюсреду. Согласно законам термодинамики производство электрической и механическойэнергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую средузначительного количества теплоты, что должно привести к постепенному повышениюсредней температуры на Земле. Сейчас мощность двигателей в целом составляетоколо 1010 кВт. Когда эта мощность достигнет 3*1012 кВт,то средняя температура повысится примерно на один градус. Дальнейшее повышениетемпературы может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышенияуровня Мирового океана. Кроме того, наЗемле может возникнуть “паровой эффект”.

Применение паровых турбин на электростанциях требуетбольших площадей под пруды для охлаждения отработанного пара.

Охрана:Необходимо повышатьэффективность сооружений, препятствующих выбросу в атмосферу вредных веществ,добиваться более полного сгорания топлива в автомобильных двигателях. Ужесейчас не допускаются к эксплуатации автомобили с повышенным содержанием СО вотработанных газах. Создают электромобили, способние конкурировать с обычными,и возможность применения горючего без вредных веществ в отработанных газах,например в двигателях, работающих на смеси водорода с кислородом.

Билет№8

Электризациятел и ее применение в технике. Значительная электризация происходит притрении синтетических тканей. Снимая нейлоновую рубашку в сухом воздухе, можнослышать характерное потрескивание. Между заряженными участками трущихсяповерхностей проскакивают маленькие искорки. С подобными явлениями приходитсясчитаться на производстве. Так, нити пряжи на текстильных фабриках электризуютсяза счет трения, притягиваются к веретенам и роликам и рвутся. Электризация телпри тесном контакте используется в электрокопировальных установках типа «Ксерокс»и др.<

Опыт с электризацией пластин доказывает, что приэлектризации трением происходит перераспределение имеющихся зарядов междутелами, нейтральными в первый момент. Небольшая часть электронов переходит содного тела на другое. При этом новые частицы не возникают, а существовавшиеранее не исчезают. При электризации тел выполняется закон сохранения электрического заряда. Этот закон для замкнутой системы. В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаетсянеизменной. Если заряды частиц обозначить через q1 ,q2и т.д., то

q1 ,+q2+q3+…+qn= const

Справедливость закона сохранения заряда подтверждаютнаблюдения над огромным числом превращений элементарных частиц. Этот законвыражает одно из самых фундаментальных свойств электрического заряда. Причинасохранения заряда до сих пор неизвестна.

ЗаконКулона.Опыты Кулона привели к установлению закона поразительно напоминающего законвсемирного тяготения. Сила взаимодействия двух точечных неподвижныхзаряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда иобратно пропорциональна квадрату расстояние между ними. Эту силуназывают кулоновской.

<img src="/cache/referats/4775/image038.gif" v:shapes="_x0000_s1044">Если обозначить модули зарядов через |q1|и |q2|, арасстояние между ними через r, то закон Кулона можнозаписать в следующей форме:

где k—коэффициент пропорциональности, численно равный силевзаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины. Егозначение зависит от выбора системы единиц.

Билет№9

Электрическое поле.

Электрическоеполе существует реально; его свойства можно исследовать опытным путем.Неизвестно из чего оно состоит.

Дом состоит из кирпичей, плит и других материалов,которые в свою очередь состоят из молекул, молекулы — из атомов, атомы — изэлементарных частиц. Более же простых образований, чем элементарные частицы,мы не знаем. Так же обстоит дело и с электрическим полем, ничего болеепростого, чем поле, мы не знаем. Поэтому о природе электрического поля мы можемсказать лишь следующее:

во-первых, поле материально; оно существуетнезависимо от нас, от наших знаний о нем;

во-вторых,поле обладает определенными свойствами.

Основныесвойства электрического поля.Главное свойствоэлектрического поля — действие его на электрические заряды с некоторой силой.

Электрическое поленеподвижных зарядов называют электростатическим. Оно не меняется со временем.Электростатическое поле создается только электрическими зарядами. Напряженность электрического поля.Электрическое полеобнаруживается по силам, действующим на заряд.

Если поочередно помещать в одну и ту же точку полянебольшие заряженные тела и измерять силы, то обнаружится, что сила,действующая на заряд со стороны поля, прямо

<img src="/cache/referats/4775/image040.gif" v:shapes="_x0000_s1045">пропорциональная этомузаряду. Действительно, пусть поле создается точечным зарядом q1.Согласно законуКулона на заряд q2действует сила, пропорциональная заряду q2.Поэтому отношение силы, действующей на помещаемый вданную точку поля заряд, к этому заряду для каждой точки поля не зависит отзаряда и может рассматриваться как характеристика поля. Эту характеристику называют напряженностью электрическогополя. Подобно силе, напряженность поля—векторнаявеличина; ее обозначают буквой Е.Если помещенный в поле заряд обозначить через qвместо q2 тонапряженность будет равна:

<img src="/cache/referats/4775/image042.gif" v:shapes="_x0000_s1046">Напряженность поля равна отношению силы, с которой поледействует на точечный заряд, к этому заряду.

Отсюда сила, действующая на заряд q со стороны электрического поля, равна:

Напряженность поля в единицах СИ можно выразить, в ньютонахна кулон (Н/Кл).

Принцип суперпозицииполей.

<img src="/cache/referats/4775/image044.gif" v:shapes="_x0000_s1047">Если на тело действуетнесколько сил, то согласно законам механики результирующая сила равна геометрическойсумме сил:

На электрические заряды действуют силы со стороныэлектрического поля. Если при наложении полей от нескольких зарядов эти поляне оказывают никакого влияния друг на друга, то результирующая сила со сторонывсех полей должна быть равна геометрической сумме сил со стороны каждого поля.Опыт показывает, что именно так и происходит на самом деле. Это означает, чтонапряженности полей складываются геометрически.

<img src="/cache/referats/4775/image046.gif" v:shapes="_x0000_s1049"><img src="/cache/referats/4775/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1048">В этом состоит принцип суперпозиции полей которыйформулируется так: если в данной точкепространства различные заряженные частицы создают электрические поля,напряженности которых ит. д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна:

Билет № 10

<img src="/cache/referats/4775/image050.jpg" v:shapes="_x0000_s1061">Работа при перемещении заряда в однородномэлектростатическом поле.Однородное поле создают, например, большие металлические пластины, имеющие заряды противоположного знака. Это поледействует на заряд с постоянной силой F=qE.

Пустьпластины расположены вертикально левая пластина В заряжена отрицательно,

а правая D—положительно. Вычислим работу, совершаемую полем при

перемещении положительного заряда qиз точки 1, находящейся на расстоянии d1

отпластины В, в точку 2, расположенную на расстоянии d2<d1от той же пластины.

Точки1 и 2 лежат на одной силовой линии. На участке пути ∆

поле совершит положительную работу: A=qE(d1—d2). Эта работа не зависит от формы

траектории.

<img src="/cache/referats/4775/image052.gif" v:shapes="_x0000_s1051"> Потенциалом электростатического поля называютотношение

потенциальной энергии заряда в поле к этомузаряду.

Согласно данному определению потенциал равен:

<img src="/cache/referats/4775/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1050">(Разность потенциалов.Подобно потенциальной энергии, значение потенциалав данной

точке зависит от выбора нулевого уровня дляотсчета потенциала. Практическое значение

имеет не сам потенциал в точке, а изменение п

www.ronl.ru

Реферат - Ученик 10 класса

Крещенская средняя общеобразовательная школа.

Выполнил: Ученик 10 класса

Устинов Никита.

Проверил: Учитель физики

Лапина Людмила Фёдоровна.

с. Крещенское – 2009 г.

ОПЫТ ОТТО ШТЕРНА

(1920 Г.)

^ 1. КЕМ И КОГДА ПРОВОДИЛСЯ ОПЫТ, ЕГО ИСТОРИЧЕСКАЯ ЦЕЛЬ

Отто Штерн (17.02.1888 - 17.08.1969) – немецкий физик. В 1912 окончил университет в Бреслау (Вроцлаве) и защитил докторскую диссертацию по физической химии. С 1920 г. доцент, а затем профессор университета во Франкфурте-на-Майне, с 1922 профессор университета в Ростоке. С 1923 г. профессор и директор Физико-химической лаборатории университета в Гамбурге. С1933 г. жил и работал в США. Профессор Технологического института Карнеги в Питсбурге (1933 - 45 гг.). Проводил исследования по ядерной физике, квантовой физике, термодинамике. Разработал метод молекулярных пучков, измерил (1920 г.) скорость теплового движения молекул газа (опыт Штерна), доказал (1922 г.) существование пространственного квантования (опыт Штерна - Герлаха). Открыл (1929 г.) дифракцию атомов и молекул; измерил (1933 г.) магнитный момент протона. В 1943 О. Штерн был удостоен Нобелевской премии по физике за вклад в развитие метода молекулярных пучков, открытие и измерение магнитного момента протона.

В 1828 г. английский ботаник Роберт Броун (1773 – 1885) заметил, что взвешенные в воде мельчайшие частицы вещества находятся в движении. Они то удаляются, то приближаются друг к другу, то поднимаются вверх, то опускаются вниз. Это движение, отметил ученый, неупорядоченно и некогда не прекращается. Обнаруженное ученым движение взвешенных частиц стало называться в его честь броуновским движением.

В конце XIX века исследование броуновского движения приобрело огромное теоретическое значение и привлекло внимание многих физиков-теоретиков. В рамках сформировавшихся к тому времени молекулярно-кинетических представлений о строении вещества это движение получает вполне логичное объяснение: броуновская частица движется благодаря непрерывным ударам молекул жидкости, в которой находится взвесь.

Несмотря на правдоподобное объяснение подвижности броуновских частиц никаких прямых доказательств существования самих молекул и тем более их движения на тот момент времени не существовало. Молекулярно-кинетическая теория вещества базировалась лишь на предположениях и разрабатывалась как в физике, так и в химии только как гипотеза. Молекулы по-прежнему были недоступными непосредственному наблюдению, а проблема измерения скорости движения невидимых частиц казалась по тем временам просто неразрешимой. Именно поэтому эксперимент, связанный с прямым доказательством факта существования молекул и определением скорости их движения, изначально определялся как один из фундаментальных научных экспериментов. Его решающее значение для науки было очевидно, так как он напрямую подтверждал справедливость молекулярно-кинетической теории строения вещества.

Первые попытки найти среднюю скорость движения молекул предпринял немецкий физик Рудольф Эммануэль Клаузиус (1822 – 1888).

В разработке кинетической теории газов роль Р. Клаузиуса особенно велика. Одна из его первых работ «О роде движения, который мы называем теплотой» была опубликована в 1857 г. Позднее появился трехтомный труд «Механическая теория тепла», в котором Р. Клаузиус излагает основные представления новой теории тепловых явлений, названной им «кинетической». Р. Клаузиус изучал тепловое движение молекул в газах, жидкостях и твердых телах. Но существенные результаты он получил только для идеального газа.

Р. Клаузиус предложил чисто теоретическое решение проблемы измерения скорости движения молекул (1870 г.) Действительно, из уравнения молекулярно-кинетической теории газов известно, что

Тогда среднеквадратичная скорость равна:

Если учесть, что

то для средней квадратичной скорости можно получить выражение, в которое входят величины измеряемые экспериментально, а именно:

где Р – давление, ρ  плотность газа.

Вычисленные Р. Клаузиусом скорости молекул газов оказались неожиданно очень большими. Отметим, что Р. Клаузиус предположил, что все молекулы движутся с одинаковой скоростью, которая зависит от температуры газа. По его расчетам средняя квадратичная скорость молекул кислорода при 0С составила 461 м/с, азота - 402 м/с, а водорода - 1844 м/с.

Сразу возникли вопросы: как, исходя из таких значений скорости молекул газа, объяснить, почему диффузия в газах происходит медленно, а теплопроводность газов мала. Р.Клаузиус смог ответить на эти вопросы. Он ввел понятие о средней длине свободного пробега молекулы. Показал, что ее величина зависит от температуры и от плотности газа.

После публикации работы Р. Клаузиуса кинетическая теория теплоты стала быстро развиваться.

Основные заслуги в ее дальнейшем развитии принадлежат ^ Д.К. Максвеллу (1831- 1879 гг.) и Л. Больцману (1844-1906 гг.).

21 сентября 1859 г. на собрании Британской Ассоциации содействия прогрессу наук Джеймс Клерк Максвелл сделал доклад «Пояснения к динамической теории газов». Д. Максвелл отметил, что из молекулярной гипотезы «... может быть выведено так много свойств материи, в особенности, если ее рассматривать в газообразной форме, что истинная природа этого движения является предметом естественного интереса».

Д. Максвелл считал невероятным, что все молекулы движутся с одной скоростью. По его мнению, при каждой заданной температуре большинство молекул обладает скоростями, лежащими в довольно узких пределах, но некоторые молекулы могут двигаться с большей или меньшей скоростью. Более того, считал ученый, в каждом объеме газа при той или иной температуре есть молекулы, обладающие как очень малыми, так и очень большими скоростями. Сталкиваясь между собой, одни молекулы увеличивают скорость, а другие уменьшают. Но если газ находится в стационарном состоянии, то число молекул, обладающих той или иной скоростью, остается постоянным. Исходя из такого представления, Д. Максвелл исследовал вопрос о распределении молекул по скоростям в газе, находящемся в стационарном состоянии.

На основе законов механики он теоретически исследует движение и столкновение некоторого числа твердых упругих шаров малого размера и приходит к выводу, что в такой системе в результате взаимных столкновений устанавливается распределение «живых сил»(в современной терминологии – кинетической энергии) между частицами «согласно некоторому правильному закону». При этом возможно определить «среднее число частиц, скорости которых лежат между определенными пределами, хотя скорость каждой отдельной частицы изменяется при каждом столкновении». Д. Максвелл в качестве общего вывода констатирует, что «скорости распределяются между частицами по тому же закону, по которому распределяются ошибки между наблюдениями в теории «метода наименьших квадратов». Скорости молекул, согласно его расчетам, лежат в пределах от 0 до , однако число молекул, имеющих очень большие скорости, по мнению Д. Максвелла, сравнительно невелико.

В ходе данных исследований Д.Максвелл ввел в физику понятие вероятности, до этого понятием вероятности оперировали только математики. Примечательно, что в резюме к докладу Д. Максвелл ни слова не говорит об открытом им законе распределения скоростей. Между тем именно в этом открытии сейчас мы видим одну из главных заслуг Д. Максвелла.

Массовость и случайность событий в микромире определяют статистический характер открытого Д.Максвеллом закона. Согласно этому закону нельзя сказать, сколько частиц тела имеют определенные скорости или координаты в данный момент времени (строго говоря, ни одной), можно лишь рассчитать вероятность нахождения в заданном объеме той или иной частицы со скоростью из заданного интервала скоростей. Можно также ответить на вопрос: сколько (приблизительно, но достаточно обоснованно) частиц тела в данный момент имеют скорости и координаты из заданных интервалов. Причем точность ответа на этот вопрос будет тем выше, чем больше частиц в рассматриваемом объеме.

Вид функции распределения молекул по скорости движения Д. Максвелл определил теоретическим путем (на основе теории вероятностей). Максвелловская функция распределения, называемая законом Максвелла, выражается следующей формулой:

где n - общее число молекул, - молярная масса газа, ^ R - универсальная газовая постоянная, е - основание натурального логарифма.

На основе выведенной им формулы Д. Максвелл смог определить, например, что у молекулы азота при температуре 140° С наиболее вероятная скорость равна 500 м/с. Со скоростью от 300 до 700 м/с движется 59 % молекул. Меньшей скоростью обладает 12,6%, а большей – 28,4 % всех молекул.

Результаты работы Д. Максвелла получили всеобщее признание, но при этом не были подтверждены экспериментально.

О. Штерн в 1920 г., воспользовавшись методом молекулярных пучков, изобретенным французским физиком Луи Дюнойе (1911 г.) измерил скорость газовых молекул и на опыте подтвердил полученное Д. Максвеллом распределение молекул газа по скоростям [17, С. 47] .(Результаты опыта Штерна подтвердили правильность оценки средней скорости атомов, которая вытекает из распределения Максвелла. О характере самого распределения этот опыт мог дать лишь весьма приближенные сведения.

Более точно закон распределения был проверен в опытах Ламмерта (1929 г.), в которых молекулярный пучок пропускался через два вращающихся диска с радиальными щелями, смещенными относительно друг друга на некоторый угол. Меняя скорость вращения прибора или угол между щелями, можно выделить из пучка молекулы, обладающими различными значениями скорости. Результаты опытов Ламмерта и других исследований, предпринимавшихся с той же целью, находятся в полном соответствии с теоретическим законом распределения скоростей молекул Максвелла.)

^ 2. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПОСТАНОВКИ ОПЫТА, ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ

Для постановки опыта по измерению средней скорости движения молекул О. Штерн спроектировал специальную установку. Прибор состоял из двух жестко соединенных коаксиальных цилиндров с радиусами R и r (рис. 1-3). Во внутреннем цилиндре по оси была расположена платиновая нить А. Исследуемым газом в опыте служили разреженные пары серебра. Атомы получались при испарении слоя серебра, нанесённого на платиновую нить, нагревавшуюся электрическим током. Воздух в малом цилиндре был откачан, поэтому испарившиеся атомы серебра свободно разлетались от нити во все стороны.

Вдоль поверхности внутреннего цилиндра была вырезана узкая щель С. Рядом с щелью располагалась диафрагма, которая позволяла «вырезать» из потока атомов серебра тонкий пучок. Конструкция диафрагмы D обеспечивала одно и то же направление скорости всем атомам серебра, попадавшим далее в камеру большого цилиндра. Другими словами, диафрагма фильтровала атомы, движущиеся только в определенном направлении. В вакуумной камере большого цилиндра обеспечивалась высокая степень разреженности (порядка Па.). Вероятность столкновений атомов серебра с молекулами воздуха была очень мала и, следовательно, была очень невелика вероятность какого-либо отклонения атомов серебра при их равномерном и прямолинейном движении (т.е. рассеяния пучка). На внутренней поверхности внешнего цилиндра помещалась съемная латунная пластинка В. Пластинка имела комнатную температуру. На этой пластинке в области E атомы серебра, охладившись, оседали в виде узкой серебренной полоски.

Специальным устройством установка могла приводиться во вращение вокруг собственной оси с частотой 25-45 оборотов в секунду.

^ Рис. 3. Схема установки О.Штерна (вид сверху). При покоящейся установке налет серебра образуется точно против щели C

3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА

Опыт проводился в следующей последовательности. По платиновой нити, располагающейся по оси малого цилиндра, пропускался электрический ток. Нить нагревалась практически до температуры плавления серебра Тп = 1234 К, и серебро начинало испаряться. Часть атомов серебра проходило сквозь щель. Отфильтрованные диафрагмой, далее они двигались по радиальным направлениям к внутренней поверхности большого цилиндра прямолинейно и равномерно со скоростью, соответствующей температуре платиновой нити. Стенка большого цилиндра охлаждалась так, чтобы попадающие на нее атомы «прилипали» к ней, образуя налет серебра в форме щели, но немного больших размеров.

Сначала прибор покоился, и изображение щели на экране (латунной пластинке) приходилось как раз против нее самой (рис. 3). Затем прибор приводился в быстрое вращение вокруг собственной оси с частотой 1500 - 2700 об/мин и, результаты опыта существенно изменялись. Каждый атом по-прежнему двигался прямолинейно, но за время, которое требовалось атому, чтобы, пройдя щель, долететь до латунной пластинки, последняя успевала повернуться на некоторый угол, и атом уже прилипал к ней не точно против щели, а несколько в стороне [ там же] (рис. 4). Смещение полоски серебра при вращении установки позволяло определить величину скорости движения атомов серебра и сравнить ее со значением, полученным теоретическим путем. ^ Способ нахождения скорости атомов серебра был достаточно прост. Атом, двигаясь со скоростью υ, проходил расстояние:

где R и r – радиусы внешнего и внутреннего цилиндров, а τ – время прохождения этого расстояния.

Любая точка внешнего цилиндра за это время проходила путь:

Решая эти уравнения совместно, О. Штерн определил среднюю скорость движения атомов:

Измеряя значения ω, R, r и S можно рассчитать среднюю скорость движения атомов серебра при температуре нити – Тн. Меняя температуру накала нити можно найти температурную зависимость скорости теплового движения атомов.

Рис. 4. При вращении прибора по часовой стрелке налет серебра смещается.

Толщина налета серебра определялась в опыте О.Штерна оптическим методом. ^ 4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТА

Ширина полоски из серебра при неподвижной установке составила 0,4 мм. При вращении установки смещение полоски также не превысило нескольких долей миллиметра (0,035 – 0,063 см). По величине смещения полоски серебра была определена скорость движения атомов, которая составила около 600 м/с.

Другим важным результатом опыта О. Штерна явилось то, что полоска серебра при вращении прибора приобрела принципиально другой вид. Оказалось, что изображение щели не просто сместилось, но оно стало еще и размытым. Если бы все атомы, вылетающие из нити, имели одинаковую скорость, то изображение щели на экране не изменилось бы по форме и размеру, а лишь немного бы сместилось в сторону. Размытость же полоски из серебра позволила О. Штерну сделать заключение о том, что вылетающие из раскаленной нити атомы движутся с разными скоростями. Атомы, движущиеся быстро, смещались меньше, чем атомы движущиеся с меньшей скоростью.

Возникла проблема определения скорости движения атомов серебра. В этой ситуации можно было определить только смещение для середины изображения щели и, соответственно, вычислить среднюю скорость движения атомов.

Температура нити в опытах О.Штерна равнялась 1225С, что соответствует среднеквадратичной скорости = 588 м/с. О.Штерном для этого значения температуры были получены значения скорости движения атомов серебра от 560 до 640 м/с.

Изучение профиля полоски серебра позволило ученому сделать вывод о существовании наиболее вероятной средней скорости движения частиц (т.е. скорости с которой движется наибольшее число молекул).

С ростом температуры профиль полоски серебра смещался меньше, что убедительно свидетельствовало о зависимости средней скорости движения частиц от температуры металла.

Как видно, результаты опыта О.Штерна хорошо согласовались с предварительными теоретическими расчетами и выводами

5. ^ ОБЪЯСНЕНИЕ ДАННЫХ ОПЫТА С ПОЗИЦИИ СОВРЕМЕННЫХ НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ

Результаты опыта О. Штерна подтвердили справедливость предсказанного Р.Клаузиусом значения скорости движения молекул газа, послужили ярким доказательством верности полученного Д. Максвеллом закона распределения числа молекул по скоростям и явились, в конечном счете, блестящим свидетельством правильности молекулярно-кинетических представлений о строении вещества, а также статистического характера закономерностей, которым подчиняется поведение молекулярных систем. Изобразим полученный Д. Максвеллом результат графически (рис. 5). По оси абсцисс отложим возможные различные значения скоростей молекул V и интервалов этих скоростей ΔV. По оси ординат отложим ΔN/N·ΔV.

Рис. 5. Распределение молекул по скоростям (Т2>T1) [24]

Площадь густо заштрихованной фигуры численно равна доле ΔN/N общего числа молекул N со скоростями между V и V + ΔV. Площадь, ограниченная кривой распределения и осью абсцисс, равна единице. Кривые распределения молекул по скоростям имеют следующие особенности:

 они проходят через начало координат,

 асимптотически приближаются к оси абсцисс при бесконечно больших скоростях,

 имеют максимум,

 асимметричны (слева от максимума кривые идут круче, чем справа).

То, что кривая распределения проходит через начало координат, означает, что неподвижных молекул в газе нет. Из того, что кривая при бесконечно больших скоростях асимптотически приближается к оси абсцисс, следует, что слишком большие скорости молекул маловероятны. Значение наиболее вероятной скорости движения молекул соответствует максимуму кривой распределения .

Вид функции распределения молекул по скорости движения, которую Д. Максвелл определил теоретическим путем, качественно совпал с профилем налета атомов серебра на латунной пластинке в опыте О.Штерна.

Опыт О. Штерна (наряду с опытом Ж. Перрена) был первым прямым доказательством справедливости молекулярно-кинетической теории строения вещества. В настоящее время атомно-молекулярное учение подтверждено многочисленными опытами и является общепризнанным.

www.ronl.ru

Реферат по биологии по теме "Антропогенез" 10 класс. Реферат 10 класс