Персональный сайт
Корюкова Игоря Вячеславовича
 
 
1-й курс, 2-й семестр
для неэкономических специальностей (академический уровень)

1. Учебная программа по физике для высших учебных заведений 1-2 уровней аккредитации (pdf).
2. Рабочая программа (pdf).
Литература, мультимедийные пособия и интернет-ресурсы
     
Для раскрытия списка наведите сюда мышь и выполните щелчок левой кнопкой. Повторный щелчок закрывает этот список
 Литература:  
1. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский, Физика 10 класс. 2014г. 2010г.
2. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский, Физика 11 класс. 2014г. 2010г.
3. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений (базовый и профильный уровни) / С. А. Тихомирова, Б. М. Яворский.
4. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений (базовый и профильный уровни) / С. А. Тихомирова, Б. М. Яворский.
5. Физика. 10 кл. Учебн. (баз. и угл.) Ч.1 Генденштейн, 2014 г.
6. Физика. 10 кл. Учебн. (баз. и угл.) Ч.2 Генденштейн, 2014 г.
7. Физика. 11 кл. Учебн. (баз. и угл.) Генденштейн, 2014 г.
8. Физика. 11 кл. Приложение Генденштейн Л.Э. 2014
9. Касьянов В. А. Физика. 10 кл. Профильный уровень: учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа, 2013г.
10. Касьянов В. А. Физика. 11 кл. Профильный уровень: учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа, 2013г.
11. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений и шк. с углубл. изучением физики: профил. уровень / [О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов, Э.Е. Эвенчик и др.]; под ред. А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина; Рос. акад. наук , Рос. акад. образования, изд-во Просвещение».- 13-е изд.- М.: Просвещение, 2011.- 431 с. (Академический школьный учебник).
12. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений и шк. с углубл. изучением физики: профил. уровень / [А.Т. Глазунов, О.Ф. Кабардин, А.Н. Малинин и др.); под ред. А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина; Рос. акад. наук, Рос. акад. образования, изд-во «Просвещение». - 12-е изд. - М.: Просвещение, 2011. - 416 с. (Академический школьный учебник).
13. ЖДАНОВ Л.С., ЖДАНОВ Г.Л. Физика для средних специальных учебных заведений: Учебник.-4-е изд., испр.-М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984.
14. А.П. Рымкевич. Физика. Задачник. 10-11 кл. Пособие для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа, 2013г.
15. Р.А. Гладкова, А.Л. Косоруков. Сборник задач и упражнений по физике. 10-11 класс., М.: 2007
16. Кopшaк Е.В., Ляшенко А.И., Савченко В.Ф. Физика: 10 кл.: учеб. для общеобразоват. учебн. заведений: уровень стандарта; Пер. с укр.- К.: Генеза, 2010.
17. Физика: Учебник для 11 кл. общеобразоват. учебн. заведений: уровень стандарта./ Е. В. Коршак, А.И. Ляшенко, В.Ф. Савченко; пер. с укр.- К.: Генеза, 2011.
 Мультимедийные пособия:  Интернет-ресурсы:
1. Богданов К.Ю. Учебники по физике для 10 класса и для 11 класса (базовый уровень)
2. Сайт сообщества учителей физики Санкт-Петербурга. На этом сайте вы можете найти большое количество биографий, презентаций, конспектов и учебников по физике.
3. Электронный учебник физики - мини-энциклопедия по теории школьной физики для учеников, абитуриентов и учителей, сайт Physbook.ru
4. Весь курс физики на aYp.ru (хороший сайт для студентов колледжа и школьников, но немного засорен рекламой) - fizika.ayp.ru
5. Учебник "Открытая физика для всех" (ООО "Физикон"): часть 1, часть 2.
6. Виртуальный прaктикум по физике.
7. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИКЕ
8. Материалы по физике: подготовка к олимпиадам и ЕГЭ
9. Интерактивная физика (Д.М. Блинов)
10. Лекции по физике
11. Школьная физика от Шептикина А.С.
12. Физика. СДО, подготовка к ЕГЭ.
13. Единая коллекция ЦОР
14. Единое окно доступа к образовательным ресурсам
15. Сайт федерального центра информационно-образовательных ресурсов (ФЦИОР)
       
Электрическое поле
Занятие № 52
Электризация тел. Электрический заряд и его дискретность. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
Теория:
Конспект:
Видеолекции к занятию (Ерюткин Е.С.):
Видеолекции к занятию (Иванова М.Г.):
Видеолекции в формате flash, кратко, для конспекта:
Анимации:
 Демонстрации:
 Иллюстрации:
                       

Иллюстрации с диапозитивов

Примеры решения задач по теме: "Закон Кулона"
 Презентация:
Электрическое поле, заряд; то же, в формате pdf
Творческое задание:
1) Исследуйте в домашних условиях синтетические и натуральные материалы. Какие из них электризуются сильнее?
2) Можно ли на концах эбонитовой палочки получить одновременно два разных по знаку заряда? Дайте теоретическое решение и проверьте его экспериментом.
Литература:
Великие учёные:
Преподавателю:
1) Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике: 10 класс.-М.: ВАКО, 2007. (стр. 269-273)
       
Занятие № 53
Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Работа электростатического поля при перемещении электрического заряда.
Теория:
Конспект:
 Иллюстрации:
                 
Видеолекции к занятию:
Видеолекции в формате flash, кратко, для конспекта:
Интернет-ресурсы:
Литература:
Великие учёные:
Преподавателю:
       
Занятие № 54
Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение. Связь между напряжением и напряженностью.
Теория:
Конспект:
 Иллюстрации:
              
Видеолекция к занятию (Ерюткин Е.С.): - Видеолекции к занятию (Иванова М.Г.):
Видеолекции в формате flash, кратко, для конспекта:
Литература:
Преподавателю:
1) Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике: 10 класс.-М.: ВАКО, 2007. (стр. 275, уроки 100-104)
2) Кирик Л. А. Усі уроки фізики. 11 клас. Академічний рівень. — Х.: Вид. група «Основа», 2011. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Робота з переміщення заряду в електростатичному полі (уроки 2-3)
       
Занятие № 55
Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электростатическая защита. Поляризация диэлектриков.
Презентация:
Конспект:
 Иллюстрации:
                             
Видеолекции к занятию:
Литература:
1) И. В. Яковлев Проводники в электрическом поле
2) И. В. Яковлев Диэлектрики в электрическом поле
3) Касьянов, В. А. Физика. 10 кл. Профильный уровень. §хх
4) Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский, Физика 10 класс. §§хх-хх
Интернет-ресурсы:
Преподавателю:
1) Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике: 10 класс.-М.: ВАКО, 2007. (стр. 284, урок 106)
2) Кирик Л. А. Усі уроки фізики. 11 клас. Академічний рівень. — Х.: Вид. група «Основа», 2011. Провідники в електростатичному полі. Діелектрики в електростатичному полі (уроки 6-7)
       
Занятие № 56
Электроёмкость. Конденсатор. Виды конденсаторов и их использование в технике.
Конспект:
• Электроёмкость. Конденсатор. Виды конденсаторов.
• КОНДЕНСАТОРЫ (Касьянов, атлас)
 Иллюстрации:
                    
Видеолекция к занятию:
Видеолекции в формате flash, кратко, для конспекта:
1) Конденсаторы
Анимации:
Интернет-ресурсы:
• ПАССИВНЫЕ РАДИОЭЛЕМЕНТЫ (сайт «Радиоэлектроника от А до Я»)
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 57
Последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Энергия электрического поля конденсатора.
1) Электрическое поле, закон Кулона
Вспомним материал предыдущего занятия:
1. Для чего предназначены конденсаторы?
2. Как устроен конденсатор?
3. Что называется электроемкостью?
4. В каких единицах выражается электроемкость?
5. От чего зависит электроемкость конденсатора?
6. Для чего пространство между обкладками конденсатора заполняют диэлектриками?
7. Как устроен конденсатор переменной емкости?
Теория: Конспект:
 Иллюстрации:
                          
Видеолекции к занятию:
ВОПРОСЫ
1. Какое соединение конденсаторов называют последовательным?
2. Какие физические величины сохраняются при последовательном соединении конденсаторов? Как находится эквивалентная электроёмкость при последовательном соединении конденсаторов?
З. Какое соединение конденсаторов называют параллельным?
4. Какие физические величины сохраняются при параллельном соединении конденсаторов? Чему равна эквивалентная электроёмкость при параллельном соединении конденсаторов?
5. Какое соединение конденсаторов называют смешанным?
Решение задач
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 58
Семинар-практикум № 8. Решение задач по теме: «Электрическое поле».
           
Опорный конспект: Конспект:
• Основные формулы и примеры решения задач
Видеолекция к занятию:
Решение задач (видео):
• Задача № 1: условиерешение
• Задача № 2: условиерешение
• Задача № 3: условиерешение
Контрольная работа: Тесты:
Литература:
Преподавателю:
       
Постоянный электрический ток. Законы постоянного тока.
Занятие № 59
Постоянный электрический ток. Условия его возникновения и существования. Характеристики тока и единицы измерения. Электрическая цепь.
Занятие № 60
Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление. Зависимость удельного сопротивления проводника от температуры. Параллельное и последовательное соединение проводников.
                       
Конспект: Теория:
Справочники: Удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления металлов и сплавов.
Вещество Удельное сопротивление *10-8 Ом·м
или
*10-2 Ом·мм2
Температурный коэффициент
К-1
Алюминий 2,8 0,0042
Вольфрам 5,5 0,0048
Латунь 7,1 0,001
Медь 1,7 0,0043
Никелин 42 0,0001
Нихром 110 0,0001
Свинец 21 0,0037
Серебро 1,6 0,004
Сталь 12 0,006
Константан 50 0,00003
Хром 2,7 -
Цинк 5,9 0,0035
Никель 5,7 0,0033
Ртуть 95 0,0009
Тантал 15,5 0,0031
Молибден 5,7 0,0033
Видеолекции к занятию:   Видеолекции в формате flash, кратко, для конспекта:
Великие учёные:
- Георг Симон Ом (16 марта 1787, Эрланген, Бавария - 6 июля 1854, Мюнхен)
- Джозеф Джон Томсон (18 декабря 1856 — 30 августа 1940), из Википедии
- Андре-Мари АМПЕР (Ampère), 22.01.1775 - 10.06.1836
- Эрнст Ве́рнер фон Си́менс (13 декабря 1816 года — 6 декабря 1892 года)
Литература:
Интернет-ресурсы:
- Электрический ток. Закон Ома. (сайт "Открытая физика для всех")
Преподавателю:
       
Занятие № 61
Электродвижущая сила. (ЭДС). Закон Ома для полной цепи.
     
 Виды источников тока
Презентация (то же, в формате pdf)
Конспект: Краткие теоретические сведения:
Видеолекции к занятию:   Видеолекции в формате flash, кратко, для конспекта:
Фильмы: (первый ролик - на rutube, второй - такой же, но на нашем сервере, качество, правда, похуже....)
  
Литература:
Интернет-ресурсы:
Преподавателю:
-
       
Занятие № 62
Работа и мощность тока. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца. Влияние тока на организм. Меры техники безопасности во время работы с электрическими приборами.
     
Конспект:
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ЭЛЕКТРОПРИБОРАМИ
Безопасным для жизни человека считается напряжение не более 36 В в помещении без повышенной влажности с изолирующим полом.
Переменный ток частотой 75 Гц, протекая через тело человека от руки к ногам, при силе тока 0,1 А может парализовать сердце (дыхание парализуется уже при токе 0,05 – 0,08 А), если действие тока продолжительно.
При силе тока 0,02 – 0,025 А парализуются мышцы. По мере действия тока на организм электрическое сопротивление тела падает, а сила тока увеличивается. Если пострадавшему вовремя не оказать помощь, может наступить смерть.
При установке, эксплуатации и ремонте электрооборудования, а также переносных электроинструментов необходимо соблюдать правила техники безопасности.
Важнейшими из них являются следующие:
  1. электрооборудование, электроинструменты должны содержаться в исправном состоянии; провода или кабели к переносному электроинструменту и электроприборам необходимо подвешивать так, чтобы они не касались влажных поверхностей пола, стен, горячих труб;
  2. все доступные для прикосновения токоведущие части электрооборудования должны быть защищены кожухами;
  3. запрещается оставлять без изоляции концы проводов и кабелей после демонтажа электрооборудования и осветительной арматуры, проводить ремонт переносной электроаппаратуры под напряжением.
Переносные понижающие трансформаторы присоединяются к сети напряжением 110 – 220 В при помощи штепсельной вилки и гибкого провода длиной не более 1,5 м, заключенного в общую оплетку или шланг. Корпус трансформатора и вторичная обмотка заземляются. Заземляющий провод соединяется с клеммой трасформатора прижимными резьбовыми контактами.
В случае обнаружения неисправностей, работа с электроприборами немедленно прекращается.
Электрические станки и электроинструмент должны удовлетворять следующим основным требованиям: быстро включаться и отключаться от электросети; быть безопасными в работе и иметь недоступные для случайного прикосновения токоведущие части.
Перед началом работы с электроприборами необходимо:
  1. проверить затяжку винтов, крепящих узлов и деталей;
  2. состояние проводов, целостность изоляции, исправность заземления. При прекращении подачи тока во время работы станки отключают от электросети.
Запрещается производить какой-либо ремонт при включенных электроприборах, разбирать их, пользоваться для чистки электроаппаратов, имеющих нагревательные элементы, спиртом, бензином или другими воспламеняющимися веществами.
Двигатель включают только перед началом работы и обязательно отключают во время любого перерыва. Нельзя оставлять без надзора аппарат, присоединенный к электросети.
При переносе электроинструмент с одного места на другое необходимо следить за состоянием питающего шнура: не допускать его скручивания, натяжения, не оставлять на подъездных путях и в местах складирования деталей и материалов.
От поражения током необходимо применять средства личной защиты: диэлектрические перчатки, галоши или боты, резиновые коврики, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, защитные очки, указатель напряжения.
Особоопасными помещениями считаются слишком сырые, где потолок, стены и все предметы покрыты влагой, с химически активными парами, разрушающими изоляцию, имеющие два и более признаков помещений с повышенной опасностью, в которых влажность воздуха превышает 75 процентов, токопроводящие полы (земляные, кирпичные, сырые деревянные), с токопроводящей пылью, которая может оседать на проводах, проникать внутрь электроинструментов и электрооборудования.
По величине напряжения различают электроустановки высокого и низкого напряжения.
К установкам высокого напряжения относят электроприборы, где напряжение между любым из проводов и землей может длительно превышать 250 В.
К установкам низкого напряжения относят электроприборы, где напряжение между любым из проводов и землей ниже 250 В.
Необходимо знать, что подлежат заземлению корпуса стационарных электродвигателей, каркасы распределительных электрощитов при номинальном напряжении в сети выше 127 В, корпуса переносного электрооборудования, работающего при напряжении свыше 36 В, независимо от частоты электрического тока.
Заземляющие проводники должны быть медными, с сечением не менее 1,5 мм2. Присоединение заземляющих проводов к корпусам электроприборов осуществляется сваркой или болтовыми соединениями.
  Видеолекция к занятию:
  Видеолекция в формате flash (очень кратко, только формулы):
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 63
Лабораторная работа № 8 «Определение удельного сопротивления проводника».
     
Лабораторная работа (компьютерная модель)сайта В.В.Монахова, Санкт-Петербург.) Работает только из-под MS Internet Explorer в Windows XP!
Тест:
- Постоянный ток: mtf-файл, exe-файл.
Конспект:
• Постоянный ток
Видеолекции к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 64
Лабораторная работа № 9 «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока».
Занятие № 65
Лабораторная работа № 10 «Исследование зависимости мощности потребителя (лампы накаливания) от напряжения на зажимах».
Лабораторная работа № 10 «Исследование зависимости мощности потребителя (лампы накаливания) от напряжения на зажимах».
Конспект:
  Видеолекция к занятию:
  Видеолекция в формате flash (очень кратко, только формулы):
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 66
Семинар-Практикум № 9. Решение задач на тему: «Законы постоянного тока».
Решение задач на тему: «Законы постоянного тока»
Конспект:
• Опорный конспект по теме "Постоянный ток"
• ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
• ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС). ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ.
- Иллюстрации:
                             
Видеолекция к занятию: • Задача № 1: условиерешение
• Задача № 2: условиерешение
Контрольная работа
Литература:
Преподавателю:
       
Электрический ток в разных средах.
Занятие № 67
Классическая электронная теория. Виды электропроводности. Электрический ток в металлах.
Конспект (за основу взяты материалы сайта www.eduspb.com):
Теория:
Иллюстрации:
              
  Видеолекция к занятию:   Видеолекция в формате flash (очень кратко, только формулы):
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 68
Электрический ток в жидкостях. Электролиз. Законы Фарадея. Применение электролиза.
Теория: Конспект:
 Иллюстрации:
           
  Видеолекция к занятию:   Видеолекция в формате flash:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 69
Электрический ток в газах. Виды газового разряда. Плазма.
Конспект:
• Электрический ток в газах. Типы самостоятельного разряда. Плазма.
Иллюстрации:
                                
  Видеолекция к занятию:   Краткие уроки:
Презентации:
Литература:
Преподавателю:
- В.А. Волков. Физика. 10 кл. ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ к учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б Буховцева. Урок 129.
Для дополнительного чтения (необычное, интересное...):
ОГНИ СВЯТОГО ЭЛЬМА (class-fizika.narod.ru)

Еще в древнем мире это явление почиталось как особое небесное знамение, причем не злое, а доброе.
...Большой отряд воинов Древнего Рима находился в ночном походе. Надвигалась гроза. 
И вдруг над отрядом показались сотни голубоватых огоньков. Это засветились острия копий воинов. Казалось, железные копья солдат горят не сгорая! Природы удивительного явления в те времена никто не знал, и солдаты решили, что такое сияние на копьях предвещает им победу.
Тогда это явление называли огнями Кастора и Поллукса – по имени мифологических героев-близнецов. А позднее переименовали в огни Эльма – по названию церкви святого Эльма в Италии, где они появлялись.
Особенно часто такие огни наблюдали на мачтах кораблей. Римский философ и писатель Луций Сенека говорил, что во время грозы «звезды как бы нисходят с неба и садятся на мачты кораблей».

____

Среди многочисленных рассказов об этом интересно свидетельство капитана одного английского парусника.
Случилось это в 1695 году, в Средиземном море, у Балеарских островов, во время грозы.
Опасаясь бури, капитан приказал спустить паруса. И тут моряки увидели в разных местах корабля больше тридцати огней Эльма. На флюгере большой мачты огонь достиг более полуметра в высоту. Капитан послал матроса с приказом снять его. Поднявшись наверх, тот крикнул, что огонь шипит, как ракета из сырого пороха. Ему приказали снять его вместе с флюгером и принести вниз. Но как только матрос снял флюгер, огонь перескочил на конец мачты, откуда снять его было невозможно.
___

Еще более впечатляющую картину увидели в 1902 году моряки парохода «Моравия». Находясь у островов Зеленого Мыса, капитан Симпсон записал в судовом журнале: «Целый час в море полыхали молнии. Стальные канаты, верхушки мачт, нок-реи, ноки грузовых стрел – все светилось. Казалось, что на шканцах через каждые четыре фута повесили зажженные лампы, а на концах мачт и нок-рей засветили яркие огни». Свечение сопровождалось необычным шумом: «Словно мириады цикад поселились в оснастке или с треском горел валежник и сухая трава...»
___

В 18 веке в Италии по коронным разрядам узнавали о приближении грозы. В одном из замков в землю было воткнуто копье, и стражник время от времени подносил к его верхушке свою алебарду;  если между копьем и алебардой начинали проскакивать искры, стражник звонил в колокол, предупреждал жителей о ненастье.
___

В декабре 1957 года интересное явление, связанное с коронным разрядом, наблюдали рыболовы на Плещеевом озере под Переславлем-Залесским. Рассказывают, что событие развивалось так. Солнце давно уже село, шел мокрый снег при почти нулевой температуре, но рыбаки не покидали своих лунок. Когда один из них поднял над лункой свою удочку, ее конец вспыхнул вдруг голубовато-белым огоньком. Это было так неожиданно и столь впечатляюще, что рыбак подумал: «Удочка загорелась!» 
– и инстинктивно «потушил» огонь другой рукой в варежке. И только потом сообразил, что удочка никак не могла загореться. Тогда он попросил других рыбаков тоже поднять свои удочки – почти на всех появились злополучные огоньки, которые исчезали, когда к удочкам подносили руку и тем более касались их...
____

Ионизация атмосферы в верхних слоях обычно выше, чем в нижних. Поэтому потенциальные электрические поля в горах обладают значительно большей интенсивностью, чем на равнинах. И огни Эльма в горных районах наблюдаются чаще.
Как-то альпинисты штурмовали одну из вершин Тянь-Шаня. Внезапно надвинулась туча, и разразилась гроза. – Смотрите, у него горят волосы! – крикнул альпинист, показывая на товарища рядом.
– У тебя самого тоже! – ответили ему. Оказалось, что волосы светились у всех, кто был без шапки. А когда кто-то снял шапку, волосы будто потянулись за ней, испуская голубые искорки. Что – волосы! Искрились ледорубы, фотоаппараты, металлические пуговицы. И все это шипело, как самовар, когда вода в нем собирается закипеть.
Но вот гроза стихла, и свечение исчезло. ___

Огни святого Эльма разнообразны. Бывают они в виде равномерного свечения, в виде отдельных мерцающих огоньков, факелов. Иногда они настолько похожи на языки пламени, что их бросаются тушить. Несмотря на всю кажущуюся необычность этого явления, оно довольно давно нашло естественное объяснение: такие огни – тихие электрические разряды в атмосфере. Наблюдают их чаще всего во время гроз, снежных бурь, шквалов, когда в облаках и на поверхности земли накапливается большое количество электричества. Наша планета окружена электрическим полем, подобным тому, какое образуется вокруг любого заряженного электричеством тела. В большинстве случаев воздух заряжен положительно, а земля отрицательно. Возникновение электрического поля в нижних слоях атмосферы происходит главным образом за счет ионизации воздуха. Обычные молнии сопровождаются оглушительным треском – громом, ведь молния – это сильный и быстрый электрический разряд. Однако при определенных условиях происходит не разряд, а истечение зарядов, различное по продолжительности. В принципе это тот же разряд, но только «тихий», специалисты называют его коронным, то есть венчающим какой-либо предмет подобно короне. При таком разряде из различных острых выступов – шпилей, башен, высоких шестов, деревьев, корабельных мачт и т.д. – начинают выскакивать одна за другой маленькие электрические искры. Если искр много и процесс длится более или менее продолжительно, мы и видим бледно-голубоватое сияние, похожее на язычки пламени.

Источник: из книги В. Мезенцева  «Обычное в необычном»

 ЧУДО ПРИРОДЫ - ШАРОВАЯ МОЛНИЯ

Раньше о шаровой молнии говорили, что это оптический обман и ничего более. Французский физик Маскар называл ее «плодом возбужденной фантазии». А в одном из немецких учебников по физике еще в конце прошлого века утверждалось, что шаровая молния не может существовать, поскольку это «явление, не отвечающее законам природы».
Ученые, как видим, тоже могут заблуждаться при столкновениях с загадками природы. 
Однако познание – процесс, который остановить нельзя, пока существует человечество. В основе этого процесса лежит принцип: не знаю сегодня – узнаю завтра.
___

Если судить по рассказам людей, повидавших это «чудо природы», шаровая молния достигает иной раз размера футбольного мяча и даже больше. Движется она в воздухе довольно медленно. За ней легко проследить глазами. Иногда такой светящийся шар почти останавливается, а достигая какой-либо преграды, часто взрывается, производя разрушения. В других случаях шаровая молния исчезает тихо.
Когда этот шар движется, в воздухе слышен легкий свист или шипение. Цвет шаров различный. Наблюдатели рассказывают, что видели и красные, и ослепительно Белые, и синие, и даже черные! Кроме того, молния не всегда бывает шаровидной – встречаются и грушевидные, яйцеобразные. Многим очевидцам удалось ее сфотографировать.
Связь шаровой молнии с обычными, линейными молниями подтверждается целым рядом фактов. 
___

П. Гришненков из Мурома видел, как шаровая молния диаметром тридцать – сорок сантиметров выскочила из земли в месте удара линейной молнии. Студент Томского университета А. Созонов видел три шаровые молнии ярко-белого цвета, отделившиеся от средней части канала линейной молнии и начавшие медленно падать. Машинист электровоза А. Орлов описал случай, когда шаровая молния вылетела вверх при ударе линейной молнии в стальную опору ЛЭП.
___

Подробно рассказал о своей встрече с огненным шаром преподаватель вуза А. Тимощук.
Молния ударила в провода недалеко от столба. В тот же момент на проводе возникла желто-зеленая вспышка, которая стала «разгораться». Образовался шар, который медленно покатился по провисшему проводу. Постепенно он становился красным. Шар перескочил на нижний провод, а затем свалился на ветки тополя. Раздался сильный треск, полетели красные искры и по веткам покатилось несколько маленьких шариков. Шар начал прыгать по мостовой, подскакивая и рассыпая вокруг себя искры. Наконец, он рассыпался на несколько кусков, которые быстро погасли. Все это произошло приблизительно за десять секунд и наблюдалось еще одним человеком.
___

Ученые не довольствуются, конечно, сбором  свидетельств появления шаровой молнии.
Они пытаются получить ее в лабораторных условиях, экспериментально проверяя 
свои теоретические предположения и математические расчеты.

Источник: из книги В. Мезенцева  «Обычное в необычном»

ЖИЗНЬ СРЕДИ МОЛНИЙ


В начале прошлого века знаменитый французский физик, астроном, математик, естествоиспытатель, а также дипломат Доминик Франсуа Араго, сменивший в жизни своей множество постов, начиная с директора обсерватории и кончая членом временного французского послереволюционного правительства 1848 года, написал очень интересную книгу. Название ее, как отмечают многие, напоминает морское проклятие – «Гром и молния», да и содержание – в большей мере – проклятие небесам, насылающим на беззащитное население бесчисленные кары в виде громов и молний. Книга содержит несметное количество фактов, относящихся кразновидностям молний и громов, которых Араго насчитывает сотни – редкая наблюдательность. В книге интересны не только научные факты, но и картина общества того времени, которую Араго вольно или невольно дал.
На широко распространенный призыв Араго к очевидцам-французам сообщать ему о всех случаях грома и молнии он получил гору писем.

Вот что написала великому Араго романтически настроенная госпожа Эспер:
«Все это продолжалось около минуты. Зрелище было так прекрасно, что мне и в голову не пришла мысль об опасности или страхе. Я могла только восклицать:
– Ах, как это прекрасно!
Удар, который я видела, был так силен, что опрокинул трех человек... кухарка моя была почти задушена лучом молнии, пролетевшим перед ее окном, привратница уронила из рук блюдо...

Еще один из лучей попал в пансион г-жи Луазо, где ранил одну учительницу.
Я за большую плату не продала бы случая, мне выпавшего, – быть свидетельницей столь восхитительного и чудесного зрелища!»

Отставной полковник был лаконичен:
«Месье Араго, я видел взрыв молнии в виде шара. Его исчезновение сопровождалось шумом, подобным выстрелу из 36-фунтового орудия, слышимого на расстоянии 25 лье при попутном ветре».

А вот выдержка из письма очень уравновешенного молодого человека:
«...Вдруг посреди улицы блеснула огромная молния, за которой мгновенно последовал удар, подобный артиллерийскому залпу. Мне показалось, что огромная, с силой брошенная бомба взорвалась на улице. Этот удар не замедлил моей походки. Я только надвинул свою шляпу, которую ветер и сотрясение, произведенные электрическим взрывом, отбросили назад, и шел далее безо всяких приключений до площади Кале».
Впрочем, кажется, за свое спокойствие молодой человек был наказан, так как далее он пишет: «Все ограничилось тем, что желудок мой не мог переваривать пищу в течение двух недель».

Разобраться в грудах астрономических календарей, хроник, легенд, рукописей было под силу лишь действительно великому ученому. Араго удалось систематизировать факты, отделить зерна от плевел, отказавшись от сообщений типа «падал град величиной со слона», и воссоздать первую со времен Ломоносова научную картину природы грозы и ее наиболее драматических проявлений – грома и молнии. Он сделал также весьма ценную для позднейших исследователей попытку «сортировки» молний и громов. Однако, в  попытке классификации молний Араго вовсе не был первым.
___

 Древние римляне, например, делили молнии «по предназначению». Так, у них были молнии: национальные, семейные, индивидуальные.
Кроме того, молнии могли быть: предупреждающие, подтверждающие чью-то власть, увещевательные, наказующие, угрожающие и т.п. и т.д.
Считается, что древние довольно правильно оценивали свойства молнии, в частности стремление ее двигаться по металлам. «Особую любовь» молнии к металлам заметил в своей «Метрологии» еще Аристотель: «Случалось, что медь щита расплавлялась, а дерево, его покрывающее, оставалось невредимым».
___

Другие времена – другие нравы. Наставник императора Нерона философ Сенека писал: «Серебро расплавляется, а кошелек, в котором оно заключалось, остается невредимым». Плиний тоже когда-то заметил, что «золото, медь, серебро, заключенные в мешке, могут быть расплавлены молнией, а мешок не сгорит и даже восковая печать не размягчится».
___

Издавна известны случаи, когда молнией был причинен значительный материальный ущерб.
В декабре 1773 года разрушено в Бретани 24 колокольни.
14...15 декабря 1718 года в Лондоне молниями разрушены колокольни святого Михаила, обелиск в Сен-Джордж-Филдс, два каменных дома и голландское судно, стоявшее на якоре в Темзе близ Тауэра.
В январе 1762 года молния ударила в колокольню Бригской церкви в Корнуэлле. Юго-западная башня в результате удара была разнесена на кусочки: один такой «кусочек» весом в полтора центнера был переброшен через крышу церкви на расстояние около 50 метров, другой, поменьше, – на расстояние 400 метров.
___

18 августа 1769 года молния поразила Сен-Назерскую башню в городе Бессчия (Италия), где хранились все пороховые запасы Венецианской республики – 1 030 тонн. Взрыв был ужасен – башня целиком оказалась в воздухе, раздробленная на тысячи обломков, которые каменным дождем упали на город. Приблизительно шестая часть зданий города была полностью разрушена, остальные были в угрожающем состоянии. Погибло более трех тысяч человек.
___

Все эти случаи, разумеется, вызваны отсутствием громоотвода. Сейчас такого практически не бывает. Специальные меры применяются для защиты от молнии общественных и жилых зданий, линий электропередач, кораблей и самолетов. Современные гражданские и военные самолеты весьма часто подвергаются ударам молний. Удар, яркий сноп света, какое-то гудение; самолет может немного побросать из стороны в сторону и – все.Иногда на крыльях и корпусе остаются небольшие отверстия, прожженные молнией, иногда сгорает антенна, но это уже в самых тяжелых случаях.
Однако считать, что теперь ущербу, вызываемому молнией, пришел конец, преждевременно. Каждый год по вине молний на планете происходит до десяти тысяч крупных лесных пожаров. Гибнут редкие деревья; строевой лес, взращиваемый десятилетиями, гибнет в минуты; гибнут лесные обитатели; прелестные пейзажи, много лет радовавшие людей, превращаются в безрадостные обугленные пространства.
___

Считается установленным, что древнеримский правитель Нума Помпилий знал о том, что молния «предпочитает» всевозможные острия, интуитивно понимал «молниепроводность» железа и умел делать громоотводы типа тех, которые устраиваются сейчас. Его преемник, Тулл Гостилий, видимо,
не был столь искусен и поэтому погиб от молнии – один из многих, поплатившийся за знание жизнью.
Современным ученым-историкам предстоит проверить, существовала ли когда-нибудь римская медаль с надписью «Юпитер Элиций», на которой будто бы изображен парящий над облаками Юпитер, а под облаками – этруск, пускающий для защиты от Юпитеровых стрел воздушного змея. На другой медали, говорят, был изображен храм Юноны, защищенный сверху остриями.
___

Немецкий исследователь Кемпфер уверял, что во время грозы японские императоры укрывались в специальном убежище, над которым был устроен большой резервуар с водой.
___

Император Август надевал на время грозы тюленью шкуру, а пастухи в Севенских горах использовали для защиты змеиную кожу.
___

Приволжские жители закутывались во время грозы в войлок.
___

Моряки привязывали к верхушкам мачт обнаженные мечи.
___

Ктезий Гиндский – один из спутников древнегреческого путешественника и историка Ксенофонта – писал о том, что царь Артаксеркс и его мать Паруз-ата подарили ему два меча: «Если эти мечи воткнуть в землю острием кверху, то они отвращают облака, град и грозы. Сам царь провел в моем присутствии некоторые опыты, подвергая опасности собственную особу».
Правда, этому свидетельству верили мало, потому что несколькими строками ниже Ктезий повествует о виденном им у того же Артаксеркса колодце (16 локтей в окружности и 100 локтей глубины), который раз в год наполняется чистым золотом в жидком виде.
___

А вот и вполне достоверные сведения: во времена правления Карла Великого крестьяне устанавливали на полях металлические и деревянные шесты, обязательно с бумажками на них – иначе шесты считались «недействительными» – и защищались таким образом от молнии. Карл в «Капитуларии 789 года» запретил пользоваться шестами под вполне современным лозунгом «борьбы с суевериями». Наказание за неповиновение было в духе того времени – смертная казнь.
___

Эти сведения приведены здесь с единственной целью показать, что, хотя электрическая природа молнии стала понятной лишь в относительно недавние времена, люди нащупали все-таки правильные пути защиты от нее: во-первых, хорошо изолироваться (тюленьи и высушенные змеиные шкуры, войлок), во-вторых, дать молнии более удобный, хорошо электропроводящий путь – воткнуть в землю меч или шест, нанести на крышу и стену храма металлическое покрытие.
___

Храм в Иерусалиме за полторы тысячи лет видел немало свирепых палестинских гроз, но ни разу не пострадал от молнии. Крыша его была покрыта кедром, на который нанесен толстый слой позолоты. На крыше были установлены высокие железные колья – чтобы не садились на крышу птицы. Стены также были позолочены, а на паперти были цистерны, куда по металлическим трубам сливалась с крыши дождевая вода. Все основные элементы громоотвода – налицо.
Не понимая явления, люди все-таки сумели найти правильные методы борьбы с ним!

Источник: из книги В. Карцева  " Приключения великих уравнений»

Загадка молний
Магнитогидродинамический генератор
       
Занятие № 70
Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия.
Конспект:
- Иллюстрации:
                 
Электрический ток в вакууме.

Что такое вакуум?
- это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет;

Вакуум

- электрический ток невозможен, т.к. возможное количество ионизированн молекул не может обеспечить электропроводность;
- создать эл.ток в вакууме можно, если использовать источник заряженных частиц;
- действие источника заряженных частиц может быть основано на явлении термоэлектронной эмиссии.


Термоэлектронная эмиссия

- это испускание электронов твердыми или жидкими телами при их нагревании до температур, соответствующих видимому свечению раскаленного металла.
Нагретый металлический электрод непрерывно испускает электроны, образуя вокруг себя электронное облако.
В равновесном состоянии число электронов, покинувших электрод, равно числу электронов, возвратившихся на него ( т.к. электрод при потере электронов заряжается положительно).
Чем выше температура металла, тем выше плотность электронного облака.


Вакуумный диод

Электрический ток в вакууме возможен в электронных лампах.
Электронная лампа - это устройство, в котором применяется явление термоэлектронной эмиссии.

Вакуумный диод

Вакуумный диод - это двухэлектродная ( А- анод и К - катод ) электронная лампа.
Внутри стеклянного баллона создается очень низкое давление



Н - нить накала, помещенная внутрь катода для его нагревания. Поверхность нагретого катода испускает электроны. Если анод соединен с + источника тока, а катод с -, то в цепи протекает
постоянный термоэлектронный ток. Вакуумный диод обладает односторонней проводимостью.
Т.е. ток в аноде возможен, если потенциал анода выше потенциала катода. В этом случае электроны из электронного облака притягиваются к аноду, создавая эл.ток в вакууме.


Вольтамперная характеристика вакуумного диода.


Вольтамперная характеристика

При малых напряжениях на аноде не все электроны, испускаемые катодом, достигают анода, и электрический ток небольшой. При больших напряжениях ток достигает насыщения, т.е. максимального значения.
Вакуумный диод используется для выпрямления переменного тока.


Ток на входе диодного выпрямителя:

Диодный выпрямитель
Ток на выходе выпрямителя:

Диодный выпрямитель

Электронные пучки

- это поток быстро летящих электронов в электронных лампах и газоразрядных устройствах.

Свойства электронных пучков:

- отклоняются в электрических полях;
- отклоняются в магнитных полях под действием силы Лоренца;
- при торможении пучка, попадающего на вещество возникает рентгеновское излучение;
- вызывает свечение ( люминисценцию ) некоторых твердых и жидких тел ( люминофоров );
- нагревают вещество, попадая на него.


Электронно - лучевая трубка ( ЭЛТ )

- используются явления термоэлектронной эмиссии и свойства электронных пучков.

Электронно-лучевая трубка

ЭЛТ состоит из электронной пушки, горизонтальных и вертикальных отклоняющих
пластин-электродов и экрана.
В электронной пушке электроны, испускаемые подогревным катодом, проходят через управляющий электрод-сетку и ускоряются анодами. Электронная пушка фокусирует электронный пучок в точку и изменяет яркость свечения на экране. Отклоняющие горизонтальные и вертикальные пластины позволяют перемещать электронный пучок на экране в любую точку экрана. Экран трубки покрыт люминофором, который начинает светиться при бомбардировке его электронами.

Существуют два вида трубок:

1) с электростатическим управлением электронного пучка (отклонение эл. пучка только лишь эл.полем);
2) с электромагнитным управлением ( добавляются магнитные отклоняющие катушки ).

Основное применение ЭЛТ:

кинескопы в телеаппаратуре;
дисплеи ЭВМ;
электронные осциллографы в измерительной технике.

  Видеолекция к занятию:   Краткие видеоуроки:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 71
Электрический ток в полупроводниках.
Конспект:
Презентация:
• Электрический ток в полупроводниках
 Иллюстрации:
                                                              
Видеолекция к занятию:   Краткие видеоуроки:
Литература:
Преподавателю:
Это интересно:
Преподавателю:
       
Занятие № 72
Лабораторная работа № 11 «Исследование свойств полупроводникового диода и изучение действия транзистора».
Самостоятельная работа:
Ответьте на вопросы (письменно):  
Лабораторная работа:
     
Модель лабораторной работы (multisim):
- диод (сохраните файл на своём компьютере командой "Сохранить ссылку как..." из контекстного меню);
- транзистор (сохраните файл на своём компьютере командой "Сохранить ссылку как...").
Видео:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 73
Магнитное поле.
Занятие № 74
Электрические и магнитные взаимодействия. Взаимодействие проводников с током. Магнитное поле. Изображение магнитных полей.
                          
  Повторение (анимации):
Теория: Конспект:
  Видеолекции к занятию:   Краткие видеоуроки:
   
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 75
Индукция магнитного поля. Поток магнитной индукции. Магнитная проницаемость среды. Пара-, диа- и ферромагнетики.
                          
Теория: Конспект:
  Повторение (анимации):   Видеолекции к занятию:   Краткие видеоуроки:
   
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 76
Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Постоянные магниты. Вращение рамки с током в магнитном поле.
Теория: Конспект:
 Иллюстрации:
                    
  Видеолекции к занятию:   Краткие видеоуроки:
   
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 77
Работа при перемещении проводников в магнитном поле. Напряженность магнитного поля. Сила Лоренца. Движение зарядов в магнитном поле. Магнитные свойства вещества. Магнитная запись информации.
Теория: Конспект:
Иллюстрации:
                    
Видеолекции к занятию:   Краткие видеоуроки:
   
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 78
Магнитное поле Земли и других тел Солнечной системы. Магнитные полюса Земли. Влияние природных и искусственных магнитных полей на живые организмы.
Занятие № 79
Семинар-практикум № 11. Решение задач по теме: «Магнитное поле»
   Вопросы
Самостоятельная работа
Конспект:
  Примеры решения задач:
• Задача №1: условие, решение
• Задача №2: условие, решение
• Задача №3: условие, решение
Магнитное поле. Задачи. Задачи с решениями.
   
Литература:
Преподавателю:
       
Электромагнитная индукция.
Занятие № 80
Явление электромагнитной индукции. Движение проводника в магнитном поле. Опыт Фарадея.
                             

Тульев В.В. Физика в таблицах. Электромагнитная индукция:

                       
 Презентации:
  Анимация:   Краткие видеоуроки:
Конспект:
  Видеолекция:
  Видеофильмы: Великие учёные:
Майкл Фарадей (22 сентября 1791 — 25 августа 1867)
     Майкл Фарадей (22 сентября 1791 — 25 августа 1867 ) - английский физик и химик, основоположник учения об электромагнитном поле.
Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в предместье Лондона в семье кузнеца. Окончив начальную школу, с 12 лет работал разносчиком газет, а в 1804 году поступил в ученики к переплетчику Рибо, всячески поощрявшему страстное стремление Фарадея к самообразованию. В 1813 году один из заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции Гемфри Дэви в Королевском институте, сыгравшие решающую роль в судьбе юноши. Обратившись с письмом к Дэви, Фарадей с его помощью получил место лабораторного ассистента в Королевском институте. Путешествуя вместе с Дэви по Европе, Фарадей посетил лаборатории Франции и Италии. После возвращения в Англию научная деятельность Фарадея протекала в стенах Королевского института, где он сначала помогал Дэви в химических экспериментах, а затем начал самостоятельные исследования.
Фарадей осуществил сжижение хлора и некоторых других газов, получил бензол. В 1821 году он впервые наблюдал вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создал первую модель электродвигателя. Его исследования увенчались открытием в 1831 году явления электромагнитной индукции, которое лежит в основе работы всех генераторов постоянного и переменного тока.
В 1833 году Фарадей открыл законы электролиза (законы Фарадея). В 1845 году он обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). В том же году он открыл диамагнетизм, а вскоре - парамагнетизм. Фарадей ввёл в науку ряд понятий - катода, анода, ионов, электролиза, электродов; в 1833-м он изобрел вольтметр, а в 1845 году он впервые употребил термин «магнитное поле». В 1824 году, несмотря на противодействие Дэви, претендовавшего на открытия своего ассистента, Фарадей был избран членом Королевского общества, а в 1825 году стал директором лаборатории в Королевском институте. Весьма популярны были публичные лекции Фарадея; широкую известность приобрела его научно-популярная книга «История свечи».
Открытия Фарадея завоевали признание во всём научном мире. В честь его Британское химическое общество учредило медаль Фарадея - одну из почётнейших научных наград. Умер Майкл Фарадей 25 августа 1867 года в Лондоне.
   
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 81
ЭДС индукции в катушке. Вихревое электрическое поле. Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции.
                             
Конспект:
  Видеолекции к занятию:   Краткие видеоуроки:
   
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 82
Лабораторная работа № 12. «Изучение явления электромагнитной индукции».
Занятие № 83
Индуктивность. Явление самоиндукции.
                                
Конспект:
Дополнительно: Самоиндукция ("Классная физика")
  Видеолекция к занятию:   Краткие видеоуроки:   Анимация:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 84
Семинар-практикум № 12. Решение задач, контрольная работа по теме «Электродинамика».
Самостоятельная работа
Конспект:
 Иллюстрации:
        

Тульев В.В. Физика в таблицах. Электромагнитная индукция:

                                
Видеолекция к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Электромагнитные колебания и волны. Волновая оптика.
Электромагнитные колебания и волны.
Занятие № 85
Электромагнитные колебания. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Вращение рамки в магнитном поле. ЭДС рамки при вращении. Индукционные генераторы.
                 
              
Конспект: Теория:
  Видеолекции к занятию: Краткие видеоуроки: 
  Анимация:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 86
Колебательный контур. Преобразование энергии в колебательном контуре. Уравнение, описывающее процессы в колебательном контуре. Колебание заряда, силы тока и напряжения. Период и частота свободных электрических колебаний. Формула Томсона.
                                
Конспект:
  Анимация:   Видеолекция к занятию:   Краткие видеоуроки:
Фильмы:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 87
Переменный электрический ток. Активная нагрузка, индуктивность и ёмкость в цепи переменного тока. Действующие значения силы тока и напряжения. Закон Ома для цепи переменного тока.
                                               
Конспект: Теория:
  Краткие видеоуроки:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 88
Преобразование переменного тока. Трансформаторы. Производство, передача и использование энергии электрического тока.
                                
  Анимация:
Конспект:
История беспроводной передачи энергии

История беспроводной передачи энергии

  • 1820Андре Мари Ампер открыл закон (после названный в честь открывателя, законом Ампера), показывающий, что электрический ток производит магнитное поле.
  • 1831Майкл Фарадей открыл закон индукции, важный базовый закон электромагнетизма.
  • 1864Джеймс Максвелл систематизировал все предыдущие наблюдения, эксперименты и уравнения по электричеству, магнетизму и оптике в последовательную теорию и строгое математическое описание поведения электромагнитного поля.
  • 1888Генрих Герц подтвердил существование электромагнитного поля. «Аппарат для генерации электромагнитного поля» Герца был СВЧ или УВЧ искровой передатчик «радиоволн».
  • 1891Никола Тесла улучшил передатчик волн Герца радиочастотного энергоснабжения в своём патенте No. 454,622, «Система электрического освещения».
  • 1893Никола Тесла демонстрирует беспроводное освещение люминесцентными лампами в проекте для Колумбовской всемирной выставки в Чикаго.[1]
  • 1894Никола Тесла зажигает без проводов фосфорную лампу накаливания в лаборатории на Пятой авеню, а позже в лаборатории на Хаустон-стрит в Нью-Йорке, с помощью «электродинамической индукции», то есть посредством беспроводной резонансной взаимоиндукции.[2][3][4]
  • 1894Джагдиш Чандра Боше дистанционно воспламеняет порох и ударяет в колокол с использованием электромагнитных волн, показывая, что сигналы связи можно посылать без проводов.[5][6]
  • 1895А. С. Попов продемонстрировал изобретённый им радиоприёмник на заседании физического отделения Русского физико-химического общества 25 апреля (7 мая1895 года
  • 1895: Боше передаёт сигнал на расстояние около одной мили.[5][6]
  • 1896Гульельмо Маркони подает заявку на изобретение радио 2 июня 1896 года.
  • 1896: Тесла передаёт сигнал на расстояние около 48 километров.[7]
  • 1897Гульельмо Маркони передает текстовое сообщение азбукой Морзе на расстояние около 6 км, используя для этого радиопередатчик.
  • 1897: Тесла регистрирует первый из своих патентов по применению беспроводной передачи.
  • 1899: В Колорадо Спрингс Тесла пишет: «Несостоятельность метода индукции представляется огромной по сравнению с методом возбуждения заряда земли и воздуха».[8]
  • 1900: Гульельмо Маркони не смог получить патент на изобретение радио в Соединённых Штатах.
  • 1901: Маркони передаёт сигнал через Атлантический океан, используя аппарат Тесла.
  • 1902: Тесла против Реджинальда Фессендена: конфликт американского патента No. 21,701 «Система передачи сигналов (беспроводная). Избирательное включение ламп накаливания, электронные логические элементы в целом».[9]
  • 1904: На Всемирной выставке в Сент-Луисе предлагается премия за успешную попытку управления двигателем дирижабля мощностью 0,1 л.с. (75 Вт) от энергии, передаваемой дистанционно на расстояние менее 100 футов (30 м).[10]
  • 1917: Разрушена Башня Ворденклиф, построенная Никола Тесла для проведения опытов по беспроводной передаче больших мощностей.
  • 1926Синтаро Уда и Хидэцугу Яги публикуют первую статью «о регулируемом направленном канале связи с высоким усилением»,[11] хорошо известном как «антенна Яги-Уда» или антенна «волновой канал».
  • 1961: Уильям Браун публикует статью по исследованию возможности передачи энергии посредством микроволн.[12][13]
  • 1964: Уильям Браун и Уолтер Кроникт демонстрируют на канале CBS News модель вертолета, получающего всю необходимую ему энергию от микроволнового луча.
  • 1968: Питер Глейзер предлагает беспроводную передачу солнечной энергии из космоса с помощью технологии «Энергетический луч».[14][15] Это считается первым описанием орбитальной энергетической системы.
  • 1973: Первая в мире пассивная система RFID продемонстрирована в Лос-Аламосской Национальной лаборатории.[16]
  • 1975Комплекс дальней космической связи Голдстоун проводит эксперименты по передаче мощности в десятки киловатт.[17][18][19]
  • 2007: Исследовательская группа под руководством профессора Марина Солячича из Массачусетского технологического института передала беспроводным способом на расстояние 2 м мощность, достаточную для свечения лампочки 60 вт, с к.п.д. 40 %, с помощью двух катушек диаметром 60 см.[20]
  • 2008: Фирма Bombardier предлагает новый продукт для беспроводной передачи PRIMOVE, мощная система для применения в трамваях и двигателях малотоннажной железной дороги.[21]
  • 2008: Корпорация Intel воспроизводит опыты Никола Тесла 1894 года и группы Джона Брауна 1988 года по беспроводной передаче энергии для свечения ламп накаливания с к.п.д. 75 %.[22]
  • 2009: Консорциум заинтересованных компаний, названный Wireless Power Consortium, объявил о скором завершении разработки нового промышленного стандарта для маломощных индукционных зарядных устройств.[23]
  • 2009: Представлен промышленный фонарь, способный безопасно работать и перезаряжаться бесконтактным способом в атмосфере, насыщенной огнеопасным газом. Это изделие было разработано норвежской компанией Wireless Power & Communication[24].
  • 2009Haier Group представила первый в мире полностью беспроводной LCD-телевизор, основанный на исследованиях профессора Марина Солячича по беспроводной передаче энергии и беспроводном домашнем цифровом интерфейсе (WHDI).[25][26]
Самостоятельная работа
Литература:
Интересные статьи
• Мобильные ветросолнечные гибридные электростанции на базе автомобильного прицепа
   ООО «Компания ЭВИС». ЭВИС - Энергоаудит, Возобновляемые Источники энергии, Светодиоды (Энергия Ветра и Солнца).
• Линия электропередачи из одного провода
• Ученые обнаружили микробиологические аккумуляторы
Преподавателю:
       
Занятие № 89
Вынужденные колебания. Автоколебания. Резонанс в электрической цепи. Генератор на транзисторе.
Конспект:
- Иллюстрации:
                                
Видеолекция к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 90
Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Образование и распространение электромагнитных колебаний. Опыты Герца. Открытый колебательный контур.
Конспект:
•  Электромагнитные волны. (http://www.eduspb.com/)
 Иллюстрации:
                                      
Видеолекции к занятию:

•  Уравнения Максвелла
•  Электромагнитные волны

Литература:
Великие учёные:
Интернет-ресурсы:
Преподавателю:
       
Занятие № 91
Свойства электромагнитных волн. Скорость распространения, длина и частота электромагнитной волны.
     
Конспект:
Видеолекции к занятию:
Литература:
Великие учёные: Преподавателю:
       
Занятие № 92
Электромагнитные волны в природе и технике. Принцип действия радиотелефонной связи. Радиовещание и телевидение. Радиолокация. Сотовая связь. Спутниковое телевидение.
                    

Конспект:
Презентации:
  Видеолекции к занятию:   Краткие видеоуроки:
Свойства электромагнитных волн. Распространение и применение электромагнитных волн.

Современные технические устройства позволяют получить электромагнитные волны и изучить их свойства. Лучше использовать волны сантиметрового диапазона (=3см). Сантиметровые волны излучаются специальным генератором сверхвысокой частоты (СВЧ). Генератор с помощью рупорной антенны излучает электромагнитные волны. Электромагнитная волна, достигая приемника, преобразуются в электрические колебания, которые усиливаются усилителем и подаются на громкоговоритель. Электромагнитные волны излучаются рупорной антенной в направлении от рупора. Приёмная антенна в виде такого же рупора принимает волны, которые распространяются вдоль её оси.

Свойства электромагнитных волн:

  • Отражаются от проводников (отражение от металлической пластинки)
  • Проходят через диэлектрики (прохождение и поглощение волн (картон, стекло, дерево, пластмасса и т.д.)
  • Преломляются на границе диэлектрика (изменение направления на границе диэлектрика)
  • Интерферируют
  • Являются поперечными (поперечность электромагнитных волн, доказывается поляризацией с помощью металлических стержней)

Шкала электромагнитных волн

Совокупность всех электромагнитных волн образует так называемый сплошной спектр электромагнитного излучения. Он подразделяется на следующие диапазоны (в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волн)

Радиоволны

Как уже отмечалось, радиоволны могут значительно различаться по длине - от нескольких сантиметров до сотен и даже тысяч километров, что сопоставимо с радиусом Земного шара (около 6400 км). Волны всех радиодиапазонов широко используются в технике - дециметровые и ультракороткие метровые волны применяются для телевещания и радиовещания в диапазоне ультракоротких волн с частотной модуляцией (УКВ/FM), обеспечивая высокое качество приема сигнала в пределах зоны прямого распространения волн. Радиоволны метрового и километрового диапазона применяются для радиовещания и радиосвязи на больших расстояниях с использованием амплитудной модуляции (АМ), которая, хотя и в ущерб качеству сигнала, обеспечивает его передачу на сколь угодно большие расстояния в пределах Земли благодаря отражению волн от ионосферы планеты. Впрочем, сегодня этот вид связи отходит в прошлое благодаря развитию спутниковой связи. Волны дециметрового диапазона не могут огибать земной горизонт подобно метровым волнам, что ограничивает зону приема областью прямого распространения, которая, в зависимости от высоты антенны и мощности передатчика, составляет от нескольких до нескольких десятков километров. И тут на помощь приходят спутниковые ретрансляторы, берущие на себя ту роль отражателей радиоволн, которую в отношении метровых волн играет ионосфера.

Микроволны

Микроволны и радиоволны диапазона сверхвысоких частот (СВЧ) имеют длину от 300 мм до 1 мм. Сантиметровые волны, подобно дециметровым и метровым радиоволнам, практически не поглощаются атмосферой и поэтому широко используются в спутниковой и сотовой связи и других телекоммуникационных системах. Размер типовой спутниковой тарелки как раз равен нескольким длинам таких волн.

Более короткие СВЧ-волны также находят множество применений в промышленности и в быту. Достаточно упомянуть про микроволновые печи, которыми сегодня оснащены и промышленные хлебопекарни, и домашние кухни. Действие микроволновой печи основано на быстром вращении электронов в устройстве, которое называется клистрон. В результате электроны излучают электромагнитные СВЧ-волны определенной частоты, при которой они легко поглощаются молекулами воды. Когда вы помещаете еду в микроволновую печь, молекулы воды, содержащиеся в еде, поглощают энергию микроволн, движутся быстрее и таким образом разогревают еду. Иными словами, в отличие от обычной духовки или печи, где еда разогревается снаружи, микроволновая печь разогревает ее изнутри.

Инфракрасные лучи

Эта часть электромагнитного спектра включает излучение с длиной волны от 1 миллиметра до восьми тысяч атомных диаметров (около 800 нм). Лучи этой части спектра человек ощущает непосредственно кожей -- как тепло. Если вы протягиваете руку в направлении огня или раскаленного предмета и чувствуете жар, исходящий от него, вы воспринимаете как жар именно инфракрасное излучение. У некоторых животных (например, у норных гадюк) есть даже органы чувств, позволяющие им определять местонахождение теплокровной жертвы по инфракрасному излучению ее тела.

Поскольку большинство объектов на поверхности Земли излучает энергию в инфракрасном диапазоне волн, детекторы инфракрасного излучения играют немаловажную роль в современных технологиях обнаружения. Инфракрасные окуляры приборов ночного видения позволяют людям «видеть в темноте», и с их помощью можно обнаружить не только людей, но и технику, и сооружения, нагревшиеся за день и отдающие ночью свое тепло в окружающую среду в виде инфракрасных лучей. Детекторы инфракрасных лучей широко используются спасательными службами, например, для обнаружения живых людей под завалами после землетрясений или иных стихийных бедствий и техногенных катастроф.

Видимый свет

Как уже говорилось, длины электромагнитных волн видимого светового диапазона колеблются в пределах от восьми до четырех тысяч атомных диаметров (800-400 нм). Человеческий глаз представляет собой идеальный инструмент для регистрации и анализа электромагнитных волн этого диапазона. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, как отмечалось, волны видимой части спектра практически беспрепятственно распространяются в прозрачной для них атмосфере. Во-вторых, температура поверхности Солнца (около 5000°С) такова, что пик энергии солнечных лучей приходится именно на видимую часть спектра. Таким образом, наш главный источник энергии излучает огромное количество энергии именно в видимом световом диапазоне, а окружающая нас среда в значительной мере прозрачна для этого излучения. Неудивительно поэтому, что человеческий глаз в процессе эволюции сформировался таким образом, чтобы улавливать и распознавать именно эту часть спектра электромагнитных волн.

Ничего особенного с физической точки зрения в диапазоне видимых электромагнитных лучей нет. Он представляет собой всего лишь узкую полоску в широком спектре излучаемых волн. Для нас он столь важен лишь постольку, поскольку человеческий мозг оснащен инструментом для выявления и анализа электромагнитных волн именно этой части спектра.

Ультрафиолетовые лучи

К ультрафиолетовым лучам относят электромагнитное излучение с длиной волны от нескольких тысяч до нескольких атомных диаметров (400-10 нм). В этой части спектра излучение начинает оказывать влияние на жизнедеятельность живых организмов. Мягкие ультрафиолетовые лучи в солнечном спектре (с длинами волн, приближающимися к видимой части спектра), например, вызывают в умеренных дозах загар, а в избыточных -- тяжелые ожоги. Жесткий (коротковолновой) ультрафиолет губителен для биологических клеток и поэтому используется в медицине для стерилизации хирургических инструментов и медицинского оборудования, убивая все микроорганизмы на их поверхности.

Всё живое на Земле защищено от губительного влияния жесткого ультрафиолетового излучения озоновым слоем земной атмосферы, поглощающим большую часть жестких ультрафиолетовых лучей в спектре солнечной радиации. Если бы не этот естественный щит, жизнь на Земле едва ли бы вышла на сушу из вод Мирового океана. Однако, несмотря на защитный озоновый слой, какая-то часть жестких ультрафиолетовых лучей достигает поверхности Земли и способна вызвать рак кожи, особенно у людей, от рождения склонных к бледности и плохо загорающих на солнце.

Рентгеновские лучи

Излучение в диапазоне длин волн от нескольких атомных диаметров до нескольких сот диаметров атомного ядра называется рентгеновским. Рентгеновские лучи проникают сквозь мягкие ткани организма и поэтому незаменимы в медицинской диагностике. Как и в случае с радиоволнами временной разрыв между их открытием в 1895 году и началом практического применения, ознаменовавшимся получением в одной из парижских больниц первого рентгеновского снимка, составил считанные годы.

Гамма-лучи

Самые короткие по длине волны и самые высокие по частоте и энергии лучи в электромагнитном спектре -- это ?-лучи (гамма-лучи). Они состоят из фотонов сверхвысоких энергий и используются сегодня в онкологии для лечения раковых опухолей (а точнее, для умерщвления раковых клеток). Однако их влияние на живые клетки столь губительно, что при этом приходится соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не причинить вреда окружающим здоровым тканям и органам.

Все описанные типы электромагнитного излучения проявляют себя внешне по-разному, по своей сути они являются близнецами. Все электромагнитные волны в любой части спектра представляют собой распространяющиеся в вакууме или среде поперечные колебания электрического и магнитного полей, все они распространяются в вакууме со скоростью света с и отличаются друг от друга лишь длиной волны и, как следствие, энергией, которую они переносят. В частности, микроволновые излучения с большими длинами волн нередко относятся к сверхвысокочастотному диапазону радиоволн. Отсутствуют четкие границы и между жестким ультрафиолетовым и мягким рентгеновским, а также между жестким рентгеновским и мягким гамма-излучением.

2. Применение электромагнитных волн в быту

Без электричества человечество уже давно не мыслит своего существования. С помощью него работают все бытовые приборы, вся наша промышленность, медицинские приборы. Безусловно, электромагнитные волны нужны и полезны, но в то же время они оказывают и вредное воздействие на человека.

Источниками низкочастотных излучений (0 - 3 кГц) являются все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, различные кабельные системы), домашнюю и офисную электро- и электронную технику, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе, ж/д транспорт и его инфраструктуру, а также метро, троллейбусный и трамвайный транспорт.

Электромагнитное поле на 18-32% территории городов формируется в результате автомобильного движения. Электромагнитные волны, возникающие при движении транспорта, создают помехи теле- и радиоприему, а также могут оказывать вредное воздействие на организм человека. Транспорт на электроприводе является мощным источником магнитного поля в диапазоне от 0 до 1000 Гц. Железнодорожный транспорт использует переменный ток. Городской транспорт - постоянный. Максимальные значения индукции магнитного поля в пригородном электротранспорте достигают 75 мкТл, средние значения - около 20 мкТл. Средние значения на транспорте с приводом от постоянного тока зафиксированы на уровне 29 мкТл. У трамваев, где обратный провод - рельсы, магнитные поля компенсируют друг друга на гораздо большем расстоянии, чем у проводов троллейбуса, а внутри троллейбуса колебания магнитного поля невелики даже при разгоне. Но самые большие колебания магнитного поля - в метро. При отправлении состава величина магнитного поля на платформе составляет 50-100 мкТл и больше, превышая геомагнитное поле. Даже когда поезд давно исчез в туннеле, магнитное поле не возвращается к прежнему значению. Лишь после того, как состав минует следующую точку подключения к контактному рельсу, магнитное поле вернется к старому значению. Правда, иногда не успевает: к платформе уже приближается следующий поезд и при его торможении магнитное поле снова меняется. В самом вагоне магнитное поле еще сильнее - 150-200 мкТл, то есть в десять раз больше, чем в обычной электричке.

Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц) включают в себя функциональные передатчики - источники электромагнитного поля в целях передачи или получения информации. Это коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-, радиотелефоны, радио СВ, любительские радиопередатчики, производственные радиотелефоны), направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигация (воздушное сообщение, судоходство, радиоточка), локаторы (воздушное сообщение, судоходство, транспортные локаторы, контроль за воздушным транспортом). Сюда же относится различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц - 1 МГц) и импульсные поля, бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр.). Для научных исследований в медицине применяют токи ультравысокой частоты. Возникающие при использовании таких токов электромагнитные поля представляют определенную профессиональную вредность, поэтому необходимо принимать меры защиты от их воздействия на организм.

Источником электромагнитного поля в жилых помещениях является разнообразная электротехника - холодильники, утюги, пылесосы, электропечи, телевизоры, компьютеры и др., а также электропроводка квартиры. На электромагнитную обстановку квартиры влияют электротехническое оборудование здания, трансформаторы, кабельные линии. Электрическое поле в жилых домах находится в пределах 1-10 В/м. Однако могут встретиться точки повышенного уровня, например, незаземленный монитор компьютера.

Замеры напряженности магнитных полей от бытовых электроприборов показали, что их кратковременное воздействие может оказаться даже более сильным, чем долговременное пребывание человека рядом с линией электропередачи. Если отечественные нормы допустимых значений напряженности магнитного поля для населения от воздействия линии электропередачи составляют 1000 мГс, то бытовые электроприборы существенно превосходят эту величину.

Индукция магнитного поля от электроплит типа "Электра" на расстоянии 20-30 см от передней панели - там, где стоит хозяйка, - составляет 1-3 мкТл. У конфорок, оно, естественно, больше. А на расстоянии 50 см уже неотличимо от общего поля в кухне, которое составляет около 0,1-0,15 мкТл.

Невелики и магнитные поля от холодильников и морозильников, у обычного бытового холодильника поле выше предельно допустимого уровня (0,2 мкТл) возникает в радиусе 10 см от компрессора и только во время его работы. Однако у холодильников, оснащенных системой "no frost" (заморозка без инея), превышение предельно допустимого уровня можно зафиксировать на расстоянии метра от дверцы.

СВЧ-печи, в силу принципа своей работы, служат мощнейшим источником излучения. Но по той же причине их конструкция обеспечивает соответствующую экранировку, да и пища разогревается или готовится в них быстро. Но все же опираться локтем на включенную "микроволновку" не стоит. На расстоянии 30 см печь создает заметное переменное (50 Гц) магнитное поле (0,3-8 мкТл). Неожиданно малыми оказались поля от мощных электрических чайников. Так, на расстоянии 20 см от чайника "Tefal" поле составляет около 0,6 мкТл, а на расстоянии 50 см неотличимо от общего электромагнитного поля в кухне.

У большинства утюгов поле выше 0,2 мкТл обнаруживается на расстоянии 25 см от ручки и только в режиме нагрева.

Зато поля стиральных машин оказались достаточно большими, на частоте 50 Гц у пульта управления составляет более 10 мкТл, на высоте 1 метра - 1 мкТл, сбоку на расстоянии 50 см - 0,7 мкТл. В утешение можно заметить, что большая стирка - не столь частое занятие, да и при работе автоматической или полуавтоматической стиральной машины хозяйка может отойти в сторонку или просто выйти из ванной.

Еще больше поле у пылесоса. Оно порядка 100 мкТл. Впрочем, здесь тоже есть утешительное обстоятельство: пылесос обычно таскают за шланг и находятся от него достаточно далеко.

Рекорд держат электробритвы. Их поле измеряется сотнями мкТл. Таким образом, бреясь электробритвой, убивают сразу двух зайцев: приводят себя в порядок и попутно проводят магнитную обработку лица.

Радиоволны большой длины от длинноволновых радиопередающих центров (РПЦ) "накрывают" соответственно и большее пространство. Электрическую составляющую волны экранируют стены зданий, но магнитную они ослабляют мало. В свое время в штате Мэн (США) была развернута система радиосвязи с подводными лодками, находящимися на глубине в океане. Морская вода сильно поглощает радиоволны, но все-таки, чем больше длина волны, тем поглощение меньше. Поэтому связь вели на частоте 15 Гц, то есть на длине волны 20 тысяч километров. А так как излучаемая антенной мощность пропорциональна кубу отношения ее размеров к длине волны, то антенны протянулись почти через весь штат.

В 1920 - 30 гг. в московских домах, расположенных вокруг радиостанции имени Коминтерна, которая вещала на длине волны 2 км, можно было провести такой опыт. Намотать на рамку около сотни витков, присоединить к концам лампочку от карманного фонарика - и она загоралась. Для этого напряженность магнитного поля должна была составлять никак не меньше нескольких А/м. Сейчас во многих странах это предельно допустимый уровень для 8-часового рабочего дня.

Большую проблему составляют ведомственные и частные РПЦ, которые в последние годы растут как грибы после дождя. К примеру, только Министерству связи РФ принадлежит более 100 передающих радиоцентров (а ведь под них отводится большая площадь - до 1000 га). Телевизионные передатчики расположены почти всегда в городах. Их антенны размещены на высоте 110 м на расстоянии 1 км, типичные значения напряженности электрического поля достигают 15 В/м от передатчика мощностью 1 МВт.

Единственное, что радует, это то, что на фоне РПЦ антенны базовых станций сотовой телефонной связи вносят незначительный вклад в электромагнитное загрязнение городских улиц. Разумеется, если не влезать на крышу дома, где их обычно устанавливают, и не изучать конструкцию антенны.

3. Воздействие электромагнитных волн на организм человека

Западная промышленность уже реагирует на повышающийся спрос к бытовым приборам и персональным компьютерам, чье излучение не угрожает жизни и здоровью людей, рискнувших облегчить себе жизнь с их помощью. Так, в США многие фирмы выпускают безопасные приборы, начиная от утюгов с бифилярной намоткой и кончая неизлучающими компьютерами.

В нашей стране существует Центр электромагнитной безопасности, где разрабатываются всевозможные средства защиты от электромагнитных излучений: специальная защитная одежда, ткани и прочие защитные материалы, которые могут обезопасить любой прибор. Но до внедрения подобных разработок в широкое и повседневное их использование пока далеко. Так что каждый пользователь должен позаботиться о средствах своей индивидуальной защиты сам, и чем скорее, тем лучше. Сотрудники Центра электромагнитной безопасности провели независимое исследование ряда компьютеров, наиболее распространенных на нашем рынке, и установили, что "уровень электромагнитных полей в зоне размещения пользователя превышает биологически опасный уровень" .

Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, режима его генерации (импульсное, непрерывное), длительности воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Чем короче длина волны, тем большей энергией она обладает. Высокочастотные излучения могут ионизировать атомы или молекулы в соматических клетках - и т.о. нарушать идущие в них процессы. А электромагнитные колебания длинноволнового спектра хоть и не выбивают электроны из внешних оболочек атомов и молекул, но способны нагревать органику, приводить молекулы в тепловое движение. Причем тепло это внутреннее - находящиеся на коже чувствительные датчики его не регистрируют. Чем меньше тело, тем лучше оно воспринимает коротковолновое излучение, чем больше - тем лучше воспринимает длинноволновое.

Особенно чувствительны к неблагоприятному воздействию электромагнетизма эмбрионы и дети. Человек, создав такой вид излучения, не успел выработать к нему защиты. Первичным проявлением действия электромагнитной энергии является нагрев, который может привести к изменениям и даже к повреждениям тканей и органов. Механизм поглощения энергии достаточно сложен. Наиболее чувствительными к действию электромагнитных полей являются центральная нервная система (субъективные ощущения при этом - повышенная утомляемость, головные боли и т. п) и нейроэндокринная система.

С нарушением нейроэндокринной регуляции связывают эффект со стороны сердечно-сосудистой системы, системы крови, иммунитета, обменных процессов, воспроизводительной функции и др. Влияние на иммунную систему выражается в снижении фагоцитарной активности нейтрофилов, изменениях комплиментарной активности сыворотки крови, нарушении белкового обмена, угнетении Т-лимфоцитов. Возможны также изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Описаны изменения кроветворения, нарушения со стороны эндокринной системы, метаболических процессов, заболевания органов зрения. Было установлено, что клинические проявления воздействия радиоволн наиболее часто характеризуются астеническими, астеновегетативными и гипоталамическими синдромами:

1. Астенический синдром. Этот синдром, как правило, наблюдается в начальных стадиях заболевания и проявляется жалобами на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, нарушение сна, периодически возникающие боли в области сердца.

2. Астеновегетативный или синдром нейроциркулярной дистонии. Этот синдром характеризуется ваготонической направленностью реакций (гипотония, брадикардия и др.).

3. Гипоталамический синдром. Больные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны, в отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни.

Поля сверхвысоких частот могут оказывать воздействие на глаза, приводящее к возникновению катаракты (помутнению хрусталика), а умеренных - к изменению сетчатки глаза по типу ангиопатии.

В результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступают преждевременная утомляемость, сонливость или нарушение сна, появляются частые головные боли, наступает расстройство нервной системы и др. Многократные повторные облучения малой интенсивности могут приводить к стойким функциональным расстройствам центральной нервной системы, стойким нервно-психическим заболеваниям, изменению кровяного давления, замедлению пульса, трофическим явлениям (выпадению волос, ломкости ногтей и т. п.).

Аналогичное воздействие на организм человека оказывает электромагнитное поле промышленной частоты в электроустановках сверхвысокого напряжения. Интенсивные электромагнитные поля вызывают у работающих нарушение функционального состояния центральной нервной, сердечнососудистой и эндокринной системы, страдает нейрогуморальная реакция, половая функция, ухудшается развитие эмбрионов (увеличивается вероятность развития врожденных уродств). Также наблюдаются повышенная утомляемость, вялость, снижение точности движений, изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце (обычно сопровождается аритмией), головные боли. В условиях длительного профессионального облучения с периодическим превышением предельно допустимых уровней у части людей отмечали функциональные перемены в органах пищеварения, выражающиеся в изменении секреции и кислотности желудочного сока, а также в явлениях дискинезии кишечника. Также выявлены функциональные сдвиги со стороны эндокринной системы: повышение функциональной активности щитовидной железы, изменение характера сахарной кривой и т.д. Предполагается, что нарушение регуляции физиологических функций организма обусловлено воздействием поля на различные отделы нервной системы. При этом повышение возбудимости центральной нервной системы происходит за счет рефлекторного действия поля, а тормозной эффект - за счет прямого воздействия поля на структуры головного и спинного мозга. Считается, что кора головного мозга, а также промежуточный мозг особенно чувствительны к воздействию поля. В последние годы появляются сообщения о возможности индукции ЭМИ злокачественных заболеваний. Еще немногочисленные данные все же говорят, что наибольшее число случаев приходится на опухоли кроветворных тканей и на лейкоз в частности.

Исследователи США и Швеции установили факт возникновения опухолей у детей при воздействии на них магнитных полей частоты 60 Гц и напряженностью 2-3 мГс в течение нескольких дней или даже часов. Такие поля излучаются телевизором, персональной ЭВМ. Наблюдения за людьми, которые регулярно пользовались электродрелями, показали неблагоприятное для здоровья действие низкочастотных электромагнитных полей частотой 50 - 60 Гц: ночью у большинства испытуемых повышался в крови уровень мелатонина - гормона шишковидной железы, или эпифиза. Эпифиз играет роль основного "ритмоводителя" функций организма Нарушение этого ритма может повлечь за собой серьёзные заболевания, в частности, образование опухоли.

В конце 1995 года было опубликовано 14 работ по исследованию возможного развития рака молочной железы у лиц, имеющих контакт с электромагнитным полем в производственных условиях или в быту. В Варшаве проводилось исследование, которое показало, что у лиц, облучавшихся электромагнитным полем, вероятность развития рака лимфатической системы и кроветворных органов была больше в 6,7 раза, рака щитовидной железы - в 4,3 раза, наиболее обычен рак легкого при действии микроволнового излучения.

4. Защита от электромагнитных излучений

Действие электромагнитного излучения на организм человека в основном определяется поглощенной в нем энергией. Известно, что излучение, попадающее на тело человека, частично отражается и частично поглощается в нем. Поглощенная часть энергии электромагнитного поля превращается в, тепловую энергию. Эта часть излучения проходит через кожу и распространяется в организме человека в зависимости от электрических свойств тканей (абсолютной диэлектрической проницаемости, абсолютной магнитной проницаемости, удельной проводимости) и частоты колебаний электромагнитного поля.

Существенные различия электрических свойств кожи, подкожного жирового слоя, мышечной и других тканей обусловливают сложную картину распределения энергии излучения в организме человека. Точный расчет распределения тепловой энергии, выделяемой в организме человека при облучении, практически невозможен. Тем не менее, можно сделать следующий вывод: волны миллиметрового диапазона поглощаются поверхностными слоями кожи, сантиметрового -- кожей и подкожной клетчаткой, дециметрового -- внутренними органами.

Кроме теплового действия электромагнитные излучения вызывают поляризацию молекул тканей тела человека, перемещение ионов, резонанс макромолекул и биологических структур, нервные реакции и другие эффекты.

Из сказанного следует, что при облучении человека электромагнитными волнами в тканях его организма происходят сложнейшие физико-биологические процессы, которые могут явиться причиной нарушения нормального функционирования как отдельных органов, так и организма в целом.

Нормы допустимого облучения устанавливаются для обеспечения безопасных условий труда обслуживающего персонала источников излучения и всех окружающих лиц .

Если облучение людей превышает указанные предельно допустимые уровни, то необходимо применять защитные средства.

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного облучения осуществляется рядом способов, основными из которых являются: уменьшение излучения непосредственно от самого источника, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, поглощение электромагнитной энергии, применение индивидуальных средств защиты, организационные меры защиты.

Для реализации этих способов применяются: экраны, поглотительные материалы, аттенюаторы, эквивалентные нагрузки и индивидуальные средства.

Экраны предназначены для ослабления электромагнитного поля в направлении распространения волн. Степень ослабления зависит от конструкции экрана и параметров излучения. Существенное влияние на эффективность защиты оказывает также материал, из которого изготовлен экран.

Толщина экрана в основном определяется частотой и мощностью излучения и мало зависит от применяемого металла.

Очень часто для экранирования применяется металлическая сетка. Экраны из сетки имеют ряд преимуществ. Они просматриваются, пропускают поток воздуха, позволяют достаточно быстро ставить и снимать экранирующие устройства.

Заключение

Живые объекты излучают электромагнитные волны. Клетки, ткани и органы являются структурами с точными электрическими характеристиками. Движение зарядов в организме человека связано с метаболическими процессами, происходящими в организме. Огромное количество биохимических реакций сопровождается разнообразными частотными характеристиками собственного электромагнитного излучения.

Бурное развитие отраслей народного хозяйства привело к использованию во всех промышленных производствах, в медицине и в быту электромагнитных волн. Причем в ряде случаев человек оказывается подвержен их воздействию. Электромагнитные волны, взаимодействуя с тканями тела человека, вызывают определенные функциональные изменения. При интенсивном облучении эти изменения могут оказать вредное воздействие на организм человека.

Человек «приручает» электромагнитные волны, создает все более безопасные бытовые приборы, ведь знание природы воздействия электромагнитных волн на организм человека, норм допустимых облучений, методов контроля интенсивности излучений и средств защиты от них является совершенно необходимым для дальнейшего успешного их применения все в более новых отраслях науки и техники.

Список литературы

1. С.П. Бортников «Безопасность жизнедеятельности» учебно-методический комплекс, Ульяновск, 2004.
2. Т.А. Хван, П.А. Хван. Основы экологии. Серия "Учебники и учебные пособия". Ростов н/Д: "Феникс", 2003.
3. Физика, 9 кл. / А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. М.: Дрофа, 2002

Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 93
Семинар-практикум № 13. Решение задач по теме: «Электромагнитные колебания и волны»
              
Теория: Конспект:
Условия задач:
Задача № 1   Задача № 2   Задача № 3   Задача № 4   Задача № 5   Задача № 6   Задача № 7
Видеолекции к занятию (решение задач):
Контрольная работа
Литература:
Преподавателю:
       
Оптика.
Занятие № 94
Развитие представлений о природе света. Распространение света в различных средах. Источники и приёмники света. Поглощение и рассеивание света. Отражение света. Законы распространения и отражения света. Плоские и сферические зеркала.
        Метод Физо    сферическое зеркало         
История развития представлений о природе света.  (источник - www.eduspb.com)
Конспект: Теория:   Анимация:
• Свет
• Тест
  Краткие видеоуроки:
Астрономический метод измерения скорости света.
  

Скорость света впервые удалось измерить датскому ученому О. Рёмеру в 1676 г. Рёмер был астрономом, и его успех объясняется именно тем, что он использовал для измерений очень большие, проходимые светом расстояния. Это расстояния между планетами Солнечной системы. Рёмер наблюдал затмения спутников Юпитера — самой большой планеты Солнечной системы. Юпитер имеет четырнадцать спутников. Ближайший его спутник — Ио — стал предметом наблюдений Рёмера. Он видел, как спутник проходил перед планетой, погружался в ее тень и пропадал из поля зрения. Затем он опять появлялся, как мгновенно вспыхнувшая лампа. Промежуток времени между двумя вспышками оказался равным 42 ч 28 мин. Таким образом, эта «луна» представляла собой громадные небесные часы, через равные промежутки времени посылавшие свои сигналы на Землю. Вначале измерения проводились в то время, когда Земля при своем движении вокруг Солнца ближе всего подошла к Юпитеру. Такие же измерения, проведенные несколько месяцев спустя, когда Земля удалилась от Юпитера, неожиданно показали, что спутник опоздал появиться из тени на целых 22 мин по сравнению с моментом времени, который можно было рассчитать, зная период обращения Ио. Рёмер объяснял это так: «Если бы я мог остаться на другой стороне земной орбиты, то спутник всякий раз появлялся бы из тени в назначенное время; наблюдатель, находящийся там, увидел бы Ио на 22 мин раньше. Запаздывание в этом случае происходит оттого, что свет употребляет 22 мин на прохождение от места моего первого наблюдения до моего теперешнего положения». Зная время запаздывания появления Ио и расстояние, которым оно вызвано, можно определить скорость света, разделив это расстояние на время запаздывания. Скорость оказалась чрезвычайно большой, примерно 300 000 км/с. Потому-то крайне трудно определить время распространения света между двумя удаленными точками на Земле. Ведь за одну секунду свет проходит расстояние, большее длины земного экватора в 7,5 раза.

  Видеолекции к занятию:
Интернет-ресурсы
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 95
Преломление света. Законы преломления света. Показатель преломления. Полное отражение света. Волоконная оптика.
Занятие № 96
Занятие № 97
Линзы и их характеристики. Построение изображений, полученных с помощью линз. Формула тонкой линзы. Оптические приборы и их применение.
           
           
Конспект:
Теория:
  Видеолекции к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 98
Корпускулярно-волновой дуализм. Свет как электромагнитная волна. Когерентность световых волн. Интерференция света. Бипризма Френеля. Кольца Ньютона. Интерференция света в природе и технике. Дифракция света. Дифракционная решетка и дифракционный спектр. Поляризация света.
                   
Конспект:
  Видеолекции к занятию:   Краткие видеоуроки:
Интернет-ресурсы:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 99
Дисперсия света. Разложение белого света призмой. Сложение спектральных цветов. Спектроскоп. Спектральный анализ и его применение.
Занятие № 100
Лабораторная работа № 14. «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки».
                 

Лабораторная работа № 14. «Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки».

• Техника безопасности.
• Подготовка к лабораторной работе.
Самостоятельная работа
  Видеолекция к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 101
Занятие № 102
Практикум № 14. Решение задач по теме: «Волновая оптика»
Самостоятельная работа
Конспект: Опорный конспект: Теория, кратко:
  Видеолекции к занятию:
Интернет-ресурсы:
Литература:
Преподавателю:
       
Элементы квантовой физики.
Занятие № 103
Квантовые свойства света. Гипотеза Планка. Световые кванты. Постоянная Планка. Энергия и импульс фотона. Тепловое излучение. Давление света. Опыты Лебедева.
Конспект: Видеолекции для конспекта
 Иллюстрации:
                    
Видеолекции к занятию:
Интересные публикации: Литература: Дополнительная литература:
1) Яковлев И.В. Физика. Полный курс подготовки к ЕГЭ. МЦНМО, 2014 г.
Преподавателю:
       
Занятие № 104
Внешний фотоэффект и его законы. Опыты Столетова. Уравнения фотоэффекта. Применение фотоэффекта.
Занятие № 105
Внутренний фотоэффект. Фотоэлементы. Квантовые генераторы и их применение.
Конспект:
- Иллюстрации:
                                
Фильмы:
Интересные публикации: Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 106
Проявления давления света в природе. Химическое действие света. Люминесценция. Значение солнечного света для развития биосферы.
Занятие № 107
Семинар-практикум № 15. Контрольная работа: «Волновая оптика. Квантовая физика».
Контрольная работа
Конспект:
Работа выхода электронов из вещества. (1 эВ = 1,6·10-19 Дж)
Вещество Формула вещества Работа выхода электронов (W,  эВ)
серебро Ag   4,7  
алюминий Al   4,2  
мышьяк As   4,79 - 5,11  
золото Au  4,8 
бор (4,60) 
барий Ba  2,52
бериллий Be  3,92 
висмут Bi  4,34
углерод (графит) 4,45 - 4,81 
кальций Ca  2,76 - 3,20 
кадмий Cd  4,04
церий Ce  2,6 - 2,88 
кобальт Co  4,40 
хром Cr  4,6
цезий Cs  1,94 
медь Cu  4,36 
железо Fe  4,40 - 4,71 
галлий Ga  3,96 - 4,16
германий Ge  4,66 
гафний Hf  (3,53) 
ртуть Hg  4,52 
индий In  (3,60 - 4,09)
иридий Ir  (4,57) 
калий 2,25 
лантан La  (3,3)
литий Li  2,49 
магний Mg  3,67 
марганец Mn  3,76 - 3,95 
молибден Mo  4,2
натрий Na  2,28 
ниобий Nb  3,99
неодим Nd  (3,3) 
никель Ni  4,91 - 5,01 
осмий Os  (4,55)
свинец Pb  4,05 
палладий Pd  (4,98) 
празеодим Pr  (2,7)
платина Pt  5,30 - 5,55 
рубидий Rb  2,13
рений Re  4,98 
родий Rh  4,75 
рутений Ru  (4,52) 
сурьма Sb  4,08 - 4,56 
скандий Sc  (3,2 - 3,33) 
селен Se  4,86 
кремний Si  3,59 - 4,67 
самарий Sm  (3,2) 
олово (γ-форма) Sn  4,38 
олово (β-форма) Sn  4,50 
стронций Sr  2,74
тантал Ta  4,13 
теллур Te  4,73 
торий Th  3,35 - 3,47 
титан Ti  4,14 - 4,50 
таллий Tl  3,68 - 4,05 
уран 3,27 - 4,32 
ванадий 3,77 - 4,44 
вольфрам 4,54 
цинк Zn  4,22 - 4,27 
цирконий Zr  3,96 - 4,16
Задачи:
Литература:
Преподавателю:
       
АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.
Атомная физика.
Занятие № 108
Классические представления о строении атома. Открытие электрона. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Постулаты Бора.
                                                  
Конспект: (eduspb.com)
Видеолекции к занятию:
Интересные публикации: Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 109
Поглощение и излучение энергии атомом. Непрерывный и линейчатый спектры. Спектры поглощения и излучения. Спектральный анализ и его применение.
           
Конспект:
Видеолекции к занятию:(interneturok.ru) Фильмы:(interneturok.ru)
Интернет-ресурсы: Интересные публикации:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 110
Состав ядра атома. Ядерные силы. Изотопы. Энергия связи атомных ядер.
Занятие № 111
Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций. Радиоактивность. Альфа-, бета-, гамма-излучения. Закон радиоактивного распада.
           
И.В. Яковлев -
Конспект: По материалам сайта fizmat.by: Интернет-ресурсы:
Видеолекция к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 112
Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц. Получение и использование радиоактивных изотопов. Поглощенная доза излучения и ее биологическое действие. Защита от облучения. Дозиметрия.
        
Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц
Конспект:
  Видеолекция к занятию: Интернет-ресурсы:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 113
Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерные реакторы. Термоядерные реакции.
                       
Конспект:
Видеолекции к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Занятие № 114
Занятие № 115
Занятие № 116
Семинар-практикум № 16. Физика атома и атомного ядра.
  
Контрольная работа
Конспект:
• Справочные таблицы
• Массы некоторых нейтральных атомов: html, , gif
• Массы атомов
Видеолекции к занятию:
Литература:
Преподавателю:
       
Элементарные частицы.
Занятие № 117
Элементарные частицы и их свойства; частицы и античастицы. Взаимопревращения элементарных частиц.
                          
Теория:
Материал (фильм) взят с сайта Элементы большой науки
Валерий Анатольевич Рубаков — академик РАН, профессор кафедры квантовой статистики и теории поля физического факультета МГУ, главный научный сотрудник отдела теоретической физики Института ядерных исследований РАН. Область научных интересов: физика элементарных частиц, квантовая теория поля и космология. Провел исследования по теории ранней Вселенной. Внес основополагающий вклад в теорию квантовой гравитации.
Фильм. Физика элементарных частиц.
Видеолекция к занятию:
Литература:
1) Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский, Физика 11 класс, глава 13
2) Касьянов В.А. Физика. 11 кл., глава 8, § 76-77
Преподавателю:
       
Занятие № 118
Семинар-практикум № 17. Контрольная работа № 4 «Атомная и ядерная физика»
Занятие № 119
Обобщающее занятие. Современная научная физическая картина мира. Физика и научно-технический прогресс.
        
Будущее физики
Об авторе
Дэвид Гросс (David Jonathan Gross; родился 19 февраля 1941 года в Вашингтоне, округ Колумбия, США) — американский физик, специалист по теории струн, директор Института теоретической физики Кавли при Университете штата Калифорния (г. Санта-Барбара). Вместе с Фрэнком Вильчеком и Дэвидом Политцером получил Нобелевскую премию по физике 2004 года за открытие асимптотической свободы.
* Фильм *
Видеолекция к занятию: Интернет-ресурсы:
• ФИЗИКА И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС
• Невозможное возможно
Профессор Нью-йоркского университета Мичио Каку опубликовал свою новую книгу «Физика невозможного», в которой подверг тщательному анализу такие концепты научной фантастики, как телепортация и поля силы. Он не исключил возможность создания машины времени, по крайней мере в ближайшие несколько сотен лет, а также заявил, что принцип работы шапки-невидимки и механизм телепатии человечество может освоить уже в этом веке.
• В.Г.Архипкин, В.П.Тимофеев. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА. (Институт физики Сибирского отделения Российской Академии наук)
Фильмы: Литература:
Преподавателю:
       
Зачёт
Вопросы для зачёта
Справочные материалы
 
• Критерiї оцiнювання рівня володіння студентами теоретичними знаннями
• Критерiї оцiнювання навчальних досягнень студентiв при розв’язуваннi задач
• Критерiї оцiнювання навчальних досягнень студентiв при виконаннi лабораторних та практичних робiт
Для дополнительного чтения
Отдохни - интересная страничка в интернете.
Новости в мире физики:
Последние новости физики и астрономии
© И. Корюков, 2009 - 2015.
Вверх