Заголовок: ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 9.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 98103

ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 9.

1.  
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

рент­ге­нов­ские лучи, дав­ле­ние света, внут­рен­няя энер­гия, ин­фра­крас­ное из­лу­че­ние,

маг­нит­ная ин­дук­ция, ви­ди­мый свет.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий
  
  
2.  
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  Ско­рость ма­те­ри­аль­ной точки  — век­тор­ная ве­ли­чи­на, ха­рак­те­ри­зу­ю­щая быст­ро­ту из­ме­не­ния по­ло­же­ния тела.

2)  Удель­ная теплоёмкость ве­ще­ства по­ка­зы­ва­ет, какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты не­об­хо­ди­мо со­об­щить 1 кг ве­ще­ства в про­цес­се его кри­стал­ли­за­ции.

3)  Од­но­имённые то­чеч­ные элек­три­че­ские за­ря­ды при­тя­ги­ва­ют­ся друг к другу.

4)  Элек­тро­маг­нит­ные волны рент­ге­нов­ско­го диа­па­зо­на имеют бóльшую длину волны, чем ви­ди­мый свет.

5)  Заряд ядра в еди­ни­цах эле­мен­тар­но­го элек­три­че­ско­го за­ря­да (за­ря­до­вое число ядра) рав­ня­ет­ся числу про­то­нов в ядре.

3.  
i

Один из пер­вых про­ек­тов ав­то­мо­би­ля при­над­ле­жит И. Нью­то­ну. Котёл с труб­кой для от­во­да пара раз­ме­ща­ет­ся на те­леж­ке над огнём (см. рис.). Вода за­ки­па­ет, пар вы­бра­сы­ва­ет­ся назад, при­во­дя те­леж­ку в дви­же­ние в про­ти­во­по­лож­ном на­прав­ле­нии. Какой прин­цип дви­же­ния ис­поль­зо­вал­ся в ра­бо­те дан­но­го ав­то­мо­би­ля?

4.  
i

Про­чи­тай­те текст и вставь­те на места про­пус­ков слова (сло­во­со­че­та­ния) из при­ведённого спис­ка.

 

На уроке про­во­ди­ли опыт, под­но­ся к де­ре­вян­ной ли­ней­ке, по­ло­жен­ной на бал­лон лампы, плек­си­гла­со­вую па­лоч­ку, потёртую о бу­ма­гу (см. рис.). При тре­нии о бу­ма­гу плек­си­гла­со­вая па­лоч­ка __________________________, т. е. при­об­ре­та­ет __________________________. Де­ре­вян­ная ли­ней­ка дви­жет­ся вслед за па­лоч­кой под воз­дей­стви­ем __________________________.

 

Спи­сок слов (сло­во­со­че­та­ний)

1)  на­маг­ни­чи­ва­ет­ся

2)  элек­три­зу­ет­ся

3)  се­вер­ный и южный по­лю­са

4)  элек­три­че­ский заряд

5)  элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля

6)  маг­нит­но­го поля Земли

5.  
i

Ры­бо­лов вы­та­щил на­дув­ную лодку из воды и оста­вил её на бе­ре­гу под па­ля­щи­ми лу­ча­ми солн­ца. Как за пер­вые ми­ну­ты пре­бы­ва­ния лодки на бе­ре­гу из­ме­ни­лись плот­ность и дав­ле­ние воз­ду­ха в лодке, а также сред­не­квад­ра­тич­ная ско­рость мо­ле­кул газов, вхо­дя­щих в его со­став? Объём лодки счи­тать не­из­мен­ным.

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер её из­ме­не­ния:

 

1)  уве­ли­чит­ся;

2)  умень­шит­ся;

3)  не из­ме­нит­ся.

 

Плот­ность воз­ду­хаДав­ле­ние воз­ду­хаСред­не­квад­ра­тич­ная ско­рость

мо­ле­кул

 
6.  
i

По­строй­те изоб­ра­же­ние фи­гу­ры S в плос­ком зер­ка­ле ab (см. рис.).

7.  
i

Свя­зан­ная си­сте­ма эле­мен­тар­ных ча­стиц со­дер­жит 14 элек­тро­нов, 14 ней­тро­нов и 14 про­то­нов. Ис­поль­зуя фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы Д. И. Мен­де­ле­е­ва, опре­де­ли­те, ато­мом ка­ко­го эле­мен­та яв­ля­ет­ся эта си­сте­ма. На­зва­ние эле­мен­та за­пи­ши­те сло­вом.

8.  
i

В ка­туш­ке, за­мкну­той на галь­ва­но­метр, на­хо­дит­ся по­сто­ян­ный маг­нит, южный полюс ко­то­ро­го рас­по­ло­жен снизу (рис. 1). При дви­же­нии маг­ни­та в ка­туш­ке на­блю­да­ют воз­ник­но­ве­ние ин­дук­ци­он­но­го тока, ко­то­рый фик­си­ру­ет­ся галь­ва­но­мет­ром. Гра­фик за­ви­си­мо­сти ин­дук­ци­он­но­го тока в ка­туш­ке от вре­ме­ни пред­став­лен на рис. 2.

Рис. 1

Рис. 2

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от 0 до t1 южный полюс маг­ни­та вы­дви­га­ют из ка­туш­ки, а в про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t1 до t2 вно­сят в ка­туш­ку южный полюс маг­ни­та.

2)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от 0 до t1 южный полюс маг­ни­та вы­дви­га­ют из ка­туш­ки, а в про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t1 до t2 вно­сят в ка­туш­ку се­вер­ный полюс маг­ни­та.

3)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t1 до t2 маг­нит дви­жет­ся от­но­си­тель­но ка­туш­ки с мень­шей ско­ро­стью, чем в про­ме­жут­ке от 0 до t1.

4)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t1 до t2 маг­нит дви­жет­ся от­но­си­тель­но ка­туш­ки рав­но­уско­рен­но, а в про­ме­жут­ке от t2 до t3  — рав­но­мер­но.

5)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t2 до t3 маг­нит по­ко­ит­ся от­но­си­тель­но ка­туш­ки.

9.  
i

Мно­гие пе­ди­ат­ры со­ве­ту­ют и зимой, и летом тем­пе­ра­ту­ру в дет­ской ком­на­те под­дер­жи­вать на уров­не 18—22 °C. Нор­мой от­но­си­тель­ной влаж­но­сти воз­ду­ха в квар­ти­ре для ребёнка счи­та­ет­ся 50–70%.

Пси­хро­мет­ри­че­ский гиг­ро­метр, помещённый в дет­ской ком­на­те, даёт по­ка­за­ния для су­хо­го тер­мо­мет­ра 22 °C. При каких по­ка­за­ни­ях влаж­но­го тер­мо­мет­ра тре­бо­ва­ния к ука­зан­ным нор­мам будут со­блю­де­ны?

Для ре­ше­ния ис­поль­зуй­те дан­ные пси­хро­мет­ри­че­ской таб­ли­цы.

Пси­хро­мет­ри­че­ская таб­ли­ца

По­ка­за­ния су­хо­го
тер­мо­мет­ра, °С		Раз­ность по­ка­за­ний су­хо­го и влаж­но­го тер­мо­мет­ра, °С
012345678910
От­но­си­тель­ная влаж­ность, %

01008163452811—————
21008468513520—————
4100857056422841————
610086736047352310———
8100877563514028187——
1010088766554443424145—
12100897868574838292011—
141008979706051423425179
1610090817162544637302215
1810091827365564941342720
2010091837466595144373024
2210092837668615447403428
2410092847769625649433731
2610092857871645851464034
2810093857872655953484237
3010093867973676155504439

10.  
i

С по­мо­щью ам­пер­мет­ра про­во­ди­лись из­ме­ре­ния силы тока в элек­три­че­ской цепи. Ис­поль­зо­ва­лась шкала с пре­де­лом из­ме­ре­ния 40 А (см. рис.). По­греш­ность из­ме­ре­ний силы тока равна цене де­ле­ния шкалы ам­пер­мет­ра.

За­пи­ши­те в ответ по­ка­за­ния ам­пер­мет­ра с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний. В от­ве­те ука­жи­те зна­че­ние и по­греш­ность из­ме­ре­ния слит­но без про­бе­ла. Ответ при­ве­ди­те в ам­пе­рах.

11.  
i

Учи­тель на уроке провёл серию опы­тов по пре­лом­ле­нию све­то­во­го луча на гра­ни­це раз­лич­ных про­зрач­ных сред: воз­дух–вода и воз­дух–стек­ло (см. рис.).

Какой вывод можно сде­лать на ос­но­ва­нии про­ведённых опы­тов?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли вы­тал­ки­ва­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на пол­но­стью по­гружённое в воду тело, от объёма тела.

Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

— ди­на­мо­метр;

— сосуд с водой;

— набор из шести гру­зов с крюч­ка­ми, ха­рак­те­ри­сти­ки ко­то­рых при­ве­де­ны в таб­ли­це.

 

Номер

груза

Объём грузаВе­ще­ство, из ко­то­ро­го сде­лан груз
140 см3алю­ми­ний
220 см3сталь
320 см3алю­ми­ний
440 см3цинк
540 см3цинк
680 см3алю­ми­ний

 

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку. Ука­жи­те но­ме­ра ис­поль­зу­е­мых гру­зов (см. таб­ли­цу).

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между устрой­ства­ми и фи­зи­че­ски­ми яв­ле­ни­я­ми, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся в этих устрой­ствах. Для каж­до­го устрой­ства из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щее фи­зи­че­ское яв­ле­ние из вто­ро­го столб­ца.

УСТРОЙ­СТВА

А)  пу­зырь­ко­вая ка­ме­ра (ка­ме­ра, за­пол­нен­ная пе­ре­гре­той жид­ко­стью, слу­жит для ре­ги­стра­ции за­ря­жен­ных ча­стиц)

Б)  школь­ный маг­ни­то­элек­три­че­ский галь­ва­но­метр

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

1)  дей­ствие элек­три­че­ско­го поля на дви­жу­щу­ю­ся за­ря­жен­ную ча­сти­цу

2)  дей­ствие маг­нит­но­го поля на про­вод­ник с током

3)  вза­и­мо­дей­ствие по­сто­ян­ных маг­ни­тов

4)  вза­и­мо­дей­ствие за­ря­жен­ных ча­стиц с ве­ще­ством

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Цен­тро­беж­ный насос

Цен­тро­беж­ный насос со­сто­ит из двух ос­нов­ных ча­стей: элек­тро­дви­га­те­ля и ка­ме­ры с крыль­чат­кой. Крыль­чат­ка, вра­ща­ясь с ча­сто­той 2800 об/мин. (около 47 Гц), от­бра­сы­ва­ет воду к пе­ри­фе­рии ка­ме­ры, где рас­по­ло­жен на­гне­та­тель­ный па­тру­бок (труб­ка). При этом создаётся раз­ре­же­ние по цен­тру, где рас­по­ло­жен вса­сы­ва­ю­щий па­тру­бок, со­единённый тру­бой с ар­те­зи­ан­ской сква­жи­ной. Насос рас­счи­тан на глу­би­ну вса­сы­ва­ния до 8 м.

Насос спо­со­бен ра­бо­тать дли­тель­ное время бла­го­да­ря на­ли­чию спе­ци­аль­ной за­щи­ты от пе­ре­гре­ва. Мак­си­маль­ный со­зда­ва­е­мый напор воды  — 20 м, про­из­во­ди­тель­ность  — 2,9 м3/ч. Насос от­но­сит­ся к клас­су эко­но­мич­но­го обо­ру­до­ва­ния, по­треб­ля­е­мая мощ­ность  — 370 Вт, на­пря­же­ние  — 220 В. Для круг­ло­го­дич­но­го за­бо­ра воды насос по­ме­ща­ют в утеплённый при­я­мок, за­глуб­лен­ный ниже уров­ня про­мер­за­ния грун­та.

 

Пра­ви­ла мон­та­жа и экс­плу­а­та­ции

1.  Мон­таж осу­ществ­ля­ет­ся при плю­со­вой тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха.

2.  За­пре­ща­ет­ся экс­плу­а­та­ция без устрой­ства за­зем­ле­ния1.

3.  Нель­зя при­ка­сать­ся к кор­пу­су ра­бо­та­ю­ще­го на­со­са.

4.  Не­об­хо­ди­мо предо­хра­нять элек­тро­дви­га­тель от по­па­да­ния в него воды.

 

1За­зем­ле­ние устра­и­ва­ют, ис­поль­зуя сталь­ной про­вод боль­шо­го се­че­ния, один конец ко­то­ро­го при­со­еди­ня­ют к на­со­су, а дру­гой  — к же­лез­ной трубе, за­глублённой до уров­ня верх­них грун­то­вых вод.

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния цен­тро­беж­но­го на­со­са и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му при­я­мок для на­со­са не­об­хо­ди­мо рас­по­ла­гать ниже уров­ня про­мер­за­ния грун­та?

15.  
i

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния цен­тро­беж­но­го на­со­са и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му не до­пус­ка­ет­ся экс­плу­а­та­ция на­со­са без за­зем­ле­ния?

16.  
i

Рас­се­я­ние света

В при­ро­де мы по­сто­ян­но на­блю­да­ем яв­ле­ние, свя­зан­ное с из­ме­не­ни­ем спек­траль­но­го со­ста­ва сол­неч­но­го света. Свет, до­хо­дя­щий до нас от участ­ков не­бес­но­го свода в без­об­лач­ную по­го­ду, ха­рак­те­ри­зу­ет­ся до­воль­но на­сы­щен­ным го­лу­бым или даже синим от­тен­ком. Не­со­мнен­но, что свет неба есть сол­неч­ный свет, рас­се­и­ва­е­мый в толще воз­душ­ной ат­мо­сфе­ры и по­это­му до­хо­дя­щий до на­блю­да­те­ля со всех сто­рон, даже по на­прав­ле­ни­ям, далёким от на­прав­ле­ния на Солн­це (см. рис.).

Ри­су­нок. Про­ис­хож­де­ние цвета неба (свет Солн­ца, рас­се­ян­ный ат­мо­сфе­рой) (До по­верх­но­сти Земли (на­при­мер, точки А) до­хо­дит как пря­мой свет Солн­ца, так и свет, рас­се­ян­ный в толще ат­мо­сфе­ры. Цвет этого рас­се­ян­но­го света и на­зы­ва­ет­ся цве­том неба.)

 

Тео­ре­ти­че­ское ис­сле­до­ва­ние и опыты по­ка­за­ли, что такое рас­се­я­ние про­ис­хо­дит бла­го­да­ря мо­ле­ку­ляр­но­му стро­е­нию воз­ду­ха; даже впол­не сво­бод­ный от пыли воз­дух рас­се­и­ва­ет сол­неч­ный свет. Спектр рас­се­ян­но­го воз­ду­хом света за­мет­но от­ли­ча­ет­ся от спек­тра пря­мо­го сол­неч­но­го света: в сол­неч­ном свете мак­си­мум энер­гии при­хо­дит­ся на жёлто-зелёную часть спек­тра, а в свете неба мак­си­мум пе­ре­дви­нут к го­лу­бой части.

При­чи­на лежит в том, что ко­рот­кие све­то­вые волны рас­се­и­ва­ют­ся зна­чи­тель­но силь­нее длин­ных.

По расчётам ан­глий­ско­го фи­зи­ка Дж. Стрет­та (лорда Рэлея, 1842−1919), под­твер­ждённым из­ме­ре­ни­я­ми, ин­тен­сив­ность рас­се­ян­но­го света об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на четвёртой сте­пе­ни длины волны, если рас­се­и­ва­ю­щие ча­сти­цы малы по срав­не­нию с дли­ной волны света. По­это­му белый свет Солн­ца при рас­се­я­нии пре­вра­ща­ет­ся в го­лу­бой цвет неба. Так об­сто­ит дело при рас­се­я­нии в чи­стом воз­ду­хе (в горах, над оке­а­ном).

Закон рас­се­я­ния Рэлея вы­пол­ня­ет­ся и в том слу­чае, когда в воз­ду­хе име­ют­ся очень мел­кие (зна­чи­тель­но мень­шие длины волны) ча­стич­ки пыли или ка­пель­ки влаги (туман). Рас­се­я­ние, вы­зы­ва­е­мое ими, также идёт по за­ко­ну, близ­ко­му к за­ко­ну Рэлея, т. е. по пре­иму­ще­ству рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны.

На­ли­чие же в воз­ду­хе срав­ни­тель­но круп­ных по срав­не­нию с дли­ной све­то­вой волны ча­сти­чек пыли (в го­ро­дах) до­бав­ля­ет к рас­се­ян­но­му го­лу­бо­му свету свет всех длин волн, отражённый ча­стич­ка­ми пыли, т. е. почти не­из­менённый свет Солн­ца. Бла­го­да­ря этой при­ме­си цвет неба ста­но­вит­ся в этих усло­ви­ях более бе­ле­со­ва­тым.

Пре­иму­ще­ствен­ное рас­се­я­ние ко­рот­ких волн при­во­дит к тому, что до­хо­дя­щий до по­верх­но­сти Земли пря­мой свет Солн­ца в пол­день ока­зы­ва­ет­ся более жёлтым, чем при на­блю­де­нии с боль­шой вы­со­ты. На пути через толщу воз­ду­ха свет Солн­ца ча­стич­но рас­се­и­ва­ет­ся в сто­ро­ны, причём силь­нее рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны, так что до­стиг­ший Земли свет ста­но­вит­ся от­но­си­тель­но бо­га­че из­лу­че­ни­ем длин­но­вол­но­вой части спек­тра. Бла­го­да­ря этому Солн­це и Луна на вос­хо­де (или за­ка­те) имеют крас­но­ва­тый от­те­нок.

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова (со­че­та­ния слов), ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

Цвет неба объ­яс­ня­ет­ся тем, что рас­се­я­ние света в ат­мо­сфе­ре за­ви­сит от __________________________________________________, причём в наи­боль­шей сте­пе­ни в чи­стом воз­ду­хе рас­се­и­ва­ют­ся лучи ___________________________________части сол­неч­но­го спек­тра.

В ответ за­пи­ши­те слова (со­че­та­ния слов) по по­ряд­ку, без до­пол­ни­тель­ных сим­во­лов.

17.  
i

Рас­се­я­ние света

В при­ро­де мы по­сто­ян­но на­блю­да­ем яв­ле­ние, свя­зан­ное с из­ме­не­ни­ем спек­траль­но­го со­ста­ва сол­неч­но­го света. Свет, до­хо­дя­щий до нас от участ­ков не­бес­но­го свода в без­об­лач­ную по­го­ду, ха­рак­те­ри­зу­ет­ся до­воль­но на­сы­щен­ным го­лу­бым или даже синим от­тен­ком. Не­со­мнен­но, что свет неба есть сол­неч­ный свет, рас­се­и­ва­е­мый в толще воз­душ­ной ат­мо­сфе­ры и по­это­му до­хо­дя­щий до на­блю­да­те­ля со всех сто­рон, даже по на­прав­ле­ни­ям, далёким от на­прав­ле­ния на Солн­це (см. рис.).

Ри­су­нок. Про­ис­хож­де­ние цвета неба (свет Солн­ца, рас­се­ян­ный ат­мо­сфе­рой) (До по­верх­но­сти Земли (на­при­мер, точки А) до­хо­дит как пря­мой свет Солн­ца, так и свет, рас­се­ян­ный в толще ат­мо­сфе­ры. Цвет этого рас­се­ян­но­го света и на­зы­ва­ет­ся цве­том неба.)

 

Тео­ре­ти­че­ское ис­сле­до­ва­ние и опыты по­ка­за­ли, что такое рас­се­я­ние про­ис­хо­дит бла­го­да­ря мо­ле­ку­ляр­но­му стро­е­нию воз­ду­ха; даже впол­не сво­бод­ный от пыли воз­дух рас­се­и­ва­ет сол­неч­ный свет. Спектр рас­се­ян­но­го воз­ду­хом света за­мет­но от­ли­ча­ет­ся от спек­тра пря­мо­го сол­неч­но­го света: в сол­неч­ном свете мак­си­мум энер­гии при­хо­дит­ся на жёлто-зелёную часть спек­тра, а в свете неба мак­си­мум пе­ре­дви­нут к го­лу­бой части.

При­чи­на лежит в том, что ко­рот­кие све­то­вые волны рас­се­и­ва­ют­ся зна­чи­тель­но силь­нее длин­ных.

По расчётам ан­глий­ско­го фи­зи­ка Дж. Стрет­та (лорда Рэлея, 1842−1919), под­твер­ждённым из­ме­ре­ни­я­ми, ин­тен­сив­ность рас­се­ян­но­го света об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на четвёртой сте­пе­ни длины волны, если рас­се­и­ва­ю­щие ча­сти­цы малы по срав­не­нию с дли­ной волны света. По­это­му белый свет Солн­ца при рас­се­я­нии пре­вра­ща­ет­ся в го­лу­бой цвет неба. Так об­сто­ит дело при рас­се­я­нии в чи­стом воз­ду­хе (в горах, над оке­а­ном).

Закон рас­се­я­ния Рэлея вы­пол­ня­ет­ся и в том слу­чае, когда в воз­ду­хе име­ют­ся очень мел­кие (зна­чи­тель­но мень­шие длины волны) ча­стич­ки пыли или ка­пель­ки влаги (туман). Рас­се­я­ние, вы­зы­ва­е­мое ими, также идёт по за­ко­ну, близ­ко­му к за­ко­ну Рэлея, т. е. по пре­иму­ще­ству рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны.

На­ли­чие же в воз­ду­хе срав­ни­тель­но круп­ных по срав­не­нию с дли­ной све­то­вой волны ча­сти­чек пыли (в го­ро­дах) до­бав­ля­ет к рас­се­ян­но­му го­лу­бо­му свету свет всех длин волн, отражённый ча­стич­ка­ми пыли, т. е. почти не­из­менённый свет Солн­ца. Бла­го­да­ря этой при­ме­си цвет неба ста­но­вит­ся в этих усло­ви­ях более бе­ле­со­ва­тым.

Пре­иму­ще­ствен­ное рас­се­я­ние ко­рот­ких волн при­во­дит к тому, что до­хо­дя­щий до по­верх­но­сти Земли пря­мой свет Солн­ца в пол­день ока­зы­ва­ет­ся более жёлтым, чем при на­блю­де­нии с боль­шой вы­со­ты. На пути через толщу воз­ду­ха свет Солн­ца ча­стич­но рас­се­и­ва­ет­ся в сто­ро­ны, причём силь­нее рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны, так что до­стиг­ший Земли свет ста­но­вит­ся от­но­си­тель­но бо­га­че из­лу­че­ни­ем длин­но­вол­но­вой части спек­тра. Бла­го­да­ря этому Солн­це и Луна на вос­хо­де (или за­ка­те) имеют крас­но­ва­тый от­те­нок.

Длины волн фи­о­ле­то­во­го и крас­но­го цвета лучей равны со­от­вет­ствен­но 380 нм и 760 нм. Во сколь­ко раз при про­хож­де­нии слоя чи­сто­го воз­ду­ха фи­о­ле­то­вый луч будет рас­се­и­вать­ся ин­тен­сив­нее крас­но­го?

18.  
i

Рас­се­я­ние света

В при­ро­де мы по­сто­ян­но на­блю­да­ем яв­ле­ние, свя­зан­ное с из­ме­не­ни­ем спек­траль­но­го со­ста­ва сол­неч­но­го света. Свет, до­хо­дя­щий до нас от участ­ков не­бес­но­го свода в без­об­лач­ную по­го­ду, ха­рак­те­ри­зу­ет­ся до­воль­но на­сы­щен­ным го­лу­бым или даже синим от­тен­ком. Не­со­мнен­но, что свет неба есть сол­неч­ный свет, рас­се­и­ва­е­мый в толще воз­душ­ной ат­мо­сфе­ры и по­это­му до­хо­дя­щий до на­блю­да­те­ля со всех сто­рон, даже по на­прав­ле­ни­ям, далёким от на­прав­ле­ния на Солн­це (см. рис.).

Ри­су­нок. Про­ис­хож­де­ние цвета неба (свет Солн­ца, рас­се­ян­ный ат­мо­сфе­рой) (До по­верх­но­сти Земли (на­при­мер, точки А) до­хо­дит как пря­мой свет Солн­ца, так и свет, рас­се­ян­ный в толще ат­мо­сфе­ры. Цвет этого рас­се­ян­но­го света и на­зы­ва­ет­ся цве­том неба.)

 

Тео­ре­ти­че­ское ис­сле­до­ва­ние и опыты по­ка­за­ли, что такое рас­се­я­ние про­ис­хо­дит бла­го­да­ря мо­ле­ку­ляр­но­му стро­е­нию воз­ду­ха; даже впол­не сво­бод­ный от пыли воз­дух рас­се­и­ва­ет сол­неч­ный свет. Спектр рас­се­ян­но­го воз­ду­хом света за­мет­но от­ли­ча­ет­ся от спек­тра пря­мо­го сол­неч­но­го света: в сол­неч­ном свете мак­си­мум энер­гии при­хо­дит­ся на жёлто-зелёную часть спек­тра, а в свете неба мак­си­мум пе­ре­дви­нут к го­лу­бой части.

При­чи­на лежит в том, что ко­рот­кие све­то­вые волны рас­се­и­ва­ют­ся зна­чи­тель­но силь­нее длин­ных.

По расчётам ан­глий­ско­го фи­зи­ка Дж. Стрет­та (лорда Рэлея, 1842−1919), под­твер­ждённым из­ме­ре­ни­я­ми, ин­тен­сив­ность рас­се­ян­но­го света об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на четвёртой сте­пе­ни длины волны, если рас­се­и­ва­ю­щие ча­сти­цы малы по срав­не­нию с дли­ной волны света. По­это­му белый свет Солн­ца при рас­се­я­нии пре­вра­ща­ет­ся в го­лу­бой цвет неба. Так об­сто­ит дело при рас­се­я­нии в чи­стом воз­ду­хе (в горах, над оке­а­ном).

Закон рас­се­я­ния Рэлея вы­пол­ня­ет­ся и в том слу­чае, когда в воз­ду­хе име­ют­ся очень мел­кие (зна­чи­тель­но мень­шие длины волны) ча­стич­ки пыли или ка­пель­ки влаги (туман). Рас­се­я­ние, вы­зы­ва­е­мое ими, также идёт по за­ко­ну, близ­ко­му к за­ко­ну Рэлея, т. е. по пре­иму­ще­ству рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны.

На­ли­чие же в воз­ду­хе срав­ни­тель­но круп­ных по срав­не­нию с дли­ной све­то­вой волны ча­сти­чек пыли (в го­ро­дах) до­бав­ля­ет к рас­се­ян­но­му го­лу­бо­му свету свет всех длин волн, отражённый ча­стич­ка­ми пыли, т. е. почти не­из­менённый свет Солн­ца. Бла­го­да­ря этой при­ме­си цвет неба ста­но­вит­ся в этих усло­ви­ях более бе­ле­со­ва­тым.

Пре­иму­ще­ствен­ное рас­се­я­ние ко­рот­ких волн при­во­дит к тому, что до­хо­дя­щий до по­верх­но­сти Земли пря­мой свет Солн­ца в пол­день ока­зы­ва­ет­ся более жёлтым, чем при на­блю­де­нии с боль­шой вы­со­ты. На пути через толщу воз­ду­ха свет Солн­ца ча­стич­но рас­се­и­ва­ет­ся в сто­ро­ны, причём силь­нее рас­се­и­ва­ют­ся ко­рот­кие волны, так что до­стиг­ший Земли свет ста­но­вит­ся от­но­си­тель­но бо­га­че из­лу­че­ни­ем длин­но­вол­но­вой части спек­тра. Бла­го­да­ря этому Солн­це и Луна на вос­хо­де (или за­ка­те) имеют крас­но­ва­тый от­те­нок.

Про­пу­стим белый луч света от фо­на­ря через ак­ва­ри­ум, на­пол­нен­ный мут­ной жид­ко­стью (на­при­мер, водой с не­сколь­ки­ми кап­ля­ми мо­ло­ка). Если толща мут­ной жид­ко­сти до­воль­но зна­чи­тель­на, то луч на вы­хо­де (на тор­це­вой грани) ока­зы­ва­ет­ся оран­же­вым или даже крас­ным.

Ка­ко­го цвета будет вы­гля­деть вода, рас­смат­ри­ва­е­мая со сто­ро­ны бо­ко­вых гра­ней ак­ва­ри­ума? Ответ по­яс­ни­те.