Текстовые задания ГИА Электромагнитные явления (стр.106 – 126)

Текстовые задания ГИА Электромагнитные явления (стр.106 – 126)

·  Радуга

рис.1 рис.2

Радуга — это разноцветная дуга на небосводе. Наблюдается она, когда Солнце освещает завесу дождя, расположенную на противоположной стороне неба. Радуга наглядно демонстрирует смесь цветов, составляющих белый свет. Капли влаги в атмосфере действуют подобно призмам, разлагая свет на составляющие его цвета. Наблюдатель видит различные цвета спектра, создаваемые множеством капель. В зависимости от положения наблюдателя относительно Солнца, капель влаги и горизонта он видит радугу различной. Иногда можно видеть две радуги: внутреннюю, или первичную, и внешнюю, или вторичную. Цвета в этих радугах располагаются в противоположной последовательности. Луч света, проходя дождевую каплю, испытывает дисперсию, затем отражается от задней поверхности капли прямо по направлению к наблюдателю — так возникает первичная радуга (рис. 1). Некоторые лучи дважды отражаются внутри капли (рис. 2), создавая последовательность цветов, наблюдаемую во вторичной радуге.

Задание № 000B

По каким причинам во вторичной радуге последовательность цветов обратна цветам первичной радуги?

А. лучи внутри капли испытывают двойное отражение

Б. лучи испытывают двойное преломление

o  1) только А

o  2) только Б

o  3) и А, и Б

o  4) другие причины

·  Окно в мир

Сегодня в магазине можно увидеть разные типы телевизоров: телевизоры с электронно-лучевой трубкой (кинескопом), жидкокристаллические и плазменные телевизоры. С точки зрения физики эти телевизоры отличаются друг от друга принципом перевода электромагнитного сигнала в зрительный образ.

Изображение в электронно-лучевой трубке формируется с помощью электронного луча, который с большой скоростью «рисует» на экране, покрытом специальным веществом (люминофором), каждую строчку изображения. Скорость луча такова, что, глядя на экран, мы воспринимаем картинку целиком, однако мерцание легко заметить боковым зрением. Для цветных кинескопов разработаны люминофоры, дающие три основных цвета свечения: синий, зелёный, красный (человек воспринимает цвета как результат смешения в определенных количественных соотношениях этих трех основных цветов).

Экран жидкокристаллического телевизора (ЖК) представляет собой панель, состоящую из ячеек с жидкими кристаллами, подсвечиваемых с обратной стороны специальной лампой. Оптические свойства жидких кристаллов изменяются в электрических полях.

В электрическом поле кристалл ориентируется и делает ячейку то светлее (открывая), то темнее (закрывая). Изображение складывается из точек (пикселей), а каждая из них формируется тремя кристаллами, которые отвечают за красный, зеленый и синий цвета. «Бегающего» луча в ЖК-телевизорах нет, и мерцания картинки не происходит. Однако важно помнить, что в большинстве моделей ЖК есть свой недостаток: они не дают «радикально черный» цвет (кристалл не затеняет ячейку на 100%).

Панель плазменного телевизора состоит из ячеек, заполненных плазмой. Ее пиксели сформированы из крохотных колбочек, похожих на лампы дневного света, — они обеспечивают контрастность, яркость и самый что ни на есть черный цвет: «лампочка» выключена, вот и черный цвет. Впрочем, и у плазменного телевизора есть свои недостатки. Главный из них — высокое энергопотребление. К тому же такой телевизор сильно греется, ему нужна система охлаждения, а она при работе шумит. Кроме того, со временем пиксели «выгорают».

Задание №03BEE8

Люминофоры — это твёрдые и жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбуждений. На экране кинескопа люминофор начинает светиться под действием

o  1) электронного луча

o  2) радиоизлучения

o  3) магнитных полей

o  4) электростатических полей

Окно в мир

Сегодня в магазине можно увидеть разные типы телевизоров: телевизоры с электронно-лучевой трубкой (кинескопом), жидкокристаллические и плазменные телевизоры. С точки зрения физики эти телевизоры отличаются друг от друга принципом перевода электромагнитного сигнала в зрительный образ.

Изображение в электронно-лучевой трубке формируется с помощью электронного луча, который с большой скоростью «рисует» на экране, покрытом специальным веществом (люминофором), каждую строчку изображения. Скорость луча такова, что, глядя на экран, мы воспринимаем картинку целиком, однако мерцание легко заметить боковым зрением. Для цветных кинескопов разработаны люминофоры, дающие три основных цвета свечения: синий, зелёный, красный (человек воспринимает цвета как результат смешения в определенных количественных соотношениях этих трех основных цветов).

Экран жидкокристаллического телевизора (ЖК) представляет собой панель, состоящую из ячеек с жидкими кристаллами, подсвечиваемых с обратной стороны специальной лампой. Оптические свойства жидких кристаллов изменяются в электрических полях.

В электрическом поле кристалл ориентируется и делает ячейку то светлее (открывая), то темнее (закрывая). Изображение складывается из точек (пикселей), а каждая из них формируется тремя кристаллами, которые отвечают за красный, зеленый и синий цвета. «Бегающего» луча в ЖК-телевизорах нет, и мерцания картинки не происходит. Однако важно помнить, что в большинстве моделей ЖК есть свой недостаток: они не дают «радикально черный» цвет (кристалл не затеняет ячейку на 100%).

Панель плазменного телевизора состоит из ячеек, заполненных плазмой. Ее пиксели сформированы из крохотных колбочек, похожих на лампы дневного света, — они обеспечивают контрастность, яркость и самый что ни на есть черный цвет: «лампочка» выключена, вот и черный цвет. Впрочем, и у плазменного телевизора есть свои недостатки. Главный из них — высокое энергопотребление. К тому же такой телевизор сильно греется, ему нужна система охлаждения, а она при работе шумит. Кроме того, со временем пиксели «выгорают».

Задание № 000

Сейчас у всех на слуху новый стандарт цифрового телевидения – ТВЧ (телевидение высокой четкости). Основное его преимущество – большое разрешение изображения: до 1920×1080 точек (сегодня все эфирные каналы вещают с разрешением 720×576 точек). Это означает, что картинка в формате ТВЧ содержит

§  1) примерно в 5 раз больше деталей

§  2) примерно в 5 раз меньше деталей

§  3) примерно в 2 раза больше деталей

§  4) примерно в 2 раза меньше деталей

Задание №A5898C

Какой недостаток по сравнению с кинескопом и плазменным телевизором имеет ЖК-телевизор?

§  1) высокое электропотребление

§  2) мерцание картинки на экране

§  3) невозможность изобразить черный цвет

§  4) возникновение рентгеновского излучения при торможении электронного пучка

Рассеяние световых лучей в атмосфере

Проходя через земную атмосферу, поток солнечных лучей частично рассеивается, частично поглощается и до Земли доходит ослабленным. В видимой части спектра поглощение играет малую роль в сравнении с рассеянием. Именно за счёт рассеяния происходит главное ослабление световых солнечных лучей.

Рассеяние световых лучей сильно зависит от длины волны. По расчётам английского физика лорда Рэлея, интенсивность рассеянного света в чистом воздухе обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны. Поэтому, проходя через атмосферу, лучи разных длин волн ослабляются по-разному: короткие световые волны (фиолетово-голубая часть спектра) рассеваются значительно сильнее длинных (красная часть спектра). Это приводит к тому, что желтоватый свет Солнца при рассеянии превращается в голубой цвет неба.

Крупные частицы пыли практически одинаково рассеивают все длины волн видимого света. Наличие в воздухе сравнительно крупных частичек пыли добавляет к рассеянному голубому свету свет, отражённый частичками пыли, то есть почти неизменный свет Солнца. Цвет неба становится в этих условиях белесоватым.

Чем ближе опускается Солнце к горизонту, тем больше ослабляются его лучи (см. рисунок). На рисунке наблюдатель находится на Земле в точке О. Если Солнце в зените, то есть вертикально над головой, то его лучи проходят в атмосфере путь АО. По мере опускания Солнца к горизонту путь его лучей будет увеличиваться и достигнет максимальной длины (ЕО), когда Солнце окажется на горизонте.

Длина пути, проходимого солнечными лучами в атмосфере, при разных зенитных расстояниях Солнца

На длинном пути потери коротковолновых, то есть фиолетовых и синих, лучей становятся все более заметными, и в прямом свете Солнца до поверхности Земли доходят преимущественно длинноволновые лучи: красные, оранжевые, жёлтые. Поэтому цвет Солнца по мере его опускания к горизонту становится сначала жёлтым, затем оранжевым и красным. Красный цвет Солнца и голубой цвет неба – это два следствия одного и того же процесса рассеяния.

Задание №03FC9A

По мере опускания Солнца к горизонту в прямом солнечном свете исчезают в первую очередь

§  1) жёлтые лучи

§  2) голубые лучи

§  3) фиолетовые лучи

§  4) красные лучи

Задание №D3E0AB

В 1869 году английский физик Дж. Тиндаль выполнил следующий опыт: через прямоугольный аквариум, заполненный водой, пропустил слабо расходящийся узкий пучок белого света.

Какой оттенок (голубой или красный) будет иметь пучок при рассмотрении его с выходного торца? Ответ поясните.

Задание №D67BE5

Длина волны фиолетовых лучей (0,4 мкм) примерно в 2 раза меньше длины волны красных лучей (0,8 мкм). Поэтому фиолетовые лучи будут рассеиваться

§  1) в 2 раза слабее, чем красные

§  2) в 2 раза сильнее, чем красные

§  3) в 16 раз слабее, чем красные

§  4) в 16 раз сильнее, чем красные

Цвета неба и заходящего Солнца

Почему небо имеет голубой цвет? Почему заходящее Солнце становится красным? Оказывается, в обоих случаях причина одна – рассеяние солнечного света в земной атмосфере. В 1869 году английский физик Дж. Тиндаль выполнил следующий опыт: через прямоугольный аквариум, заполненный водой, пропустил слабо расходящийся узкий пучок света. При этом было отмечено, что если смотреть на световой пучок в аквариуме сбоку, то он представляется голубоватым. А если смотреть на пучок с выходного торца, то свет приобретает красноватый оттенок. Это можно объяснить, если предположить, что синий (голубой) свет рассеивается сильнее, чем красный. Поэтому при прохождении белого светового пучка через рассеивающую среду из него рассеивается в основном синий свет, так что в выходящем из среды пучке начинает преобладать красный свет. Чем больший путь проходит белый луч в рассеивающей среде, тем более красным он кажется на выходе.

В 1871 году Дж. Стретт (Рэлей) построил теорию рассеяния световых волн на частицах малого размера. Установленный Рэлеем закон утверждает: интенсивность рассеянного света пропорциональна четвёртой степени частоты света, или, иначе говоря, обратно пропорциональна четвёртой степени длины световой волны.

Рэлей выдвинул гипотезу, по которой центрами, рассеивающими свет, являются молекулы воздуха. Позже, уже в первой половине XX века было установлено, что основную роль в рассеянии света играют флуктуации плотности воздуха – микроскопические сгущения и разрежения воздуха, возникающие вследствие хаотичного теплового движения молекул воздуха.

Путь солнечного луча в земной атмосфере зависит от высоты Солнца над горизонтом: 1 – Солнце в зените; 3 – Солнце на уровне горизонта

Задание №04B0D7

Длина волны в красной части видимого спектра примерно в 2 раза больше длины волны в фиолетовой части спектра. Согласно теории Рэлея, интенсивность рассеянных фиолетовых лучей по сравнению с красными

§  1) в 8 раз больше

§  2) в 16 раз больше

§  3) в 8 раз меньше

§  4) в 16 раз меньше

Задание № 000DB

Какая часть заходящего Солнца (верхняя или нижняя) выглядит более красной? Ответ поясните.

Задание № 000EA

Небо имеет голубой цвет, потому что при прохождении белого света через атмосферу

§  1) интенсивность рассеянного света убывает с ростом частоты

§  2) флуктуации плотности воздуха поглощают в основном синий свет

§  3) красный свет поглощается сильнее синего света

§  4) синий свет рассеивается сильнее, чем красный

Альбедо Земли

Температура у поверхности Земли зависит от отражательной способности планеты – альбедо. Альбедо поверхности – это отношение потока энергии отражённых солнечных лучей к потоку энергии падающих на поверхность солнечных лучей, выраженное в процентах или долях единицы. Альбедо Земли в видимой части спектра – около 40%. В отсутствие облаков оно было бы около 15%.

Альбедо зависит от многих факторов: наличия и состояния облачности, изменения ледников, времени года, и, соответственно, от осадков.

В 90-х годах XX века стала очевидна значительная роль аэрозолей – «облаков» мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере.  При сжигании топлива в воздух попадают газообразные оксиды серы и азота; соединяясь в атмосфере с капельками воды, они образуют серную, азотную кислоты и аммиак, которые превращаются потом в сульфатный и нитратный аэрозоли. Аэрозоли не только отражают солнечный свет, не пропуская его к поверхности Земли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги при образовании облаков и тем самым способствуют увеличению облачности. А это, в свою очередь, уменьшает приток солнечного тепла к земной поверхности.

Прозрачность для солнечных лучей в нижних слоях земной атмосферы зависит также от пожаров. Из-за пожаров в атмосферу поднимается пыль и сажа, которые плотным экраном закрывают Землю и увеличивают альбедо поверхности.

Задание № 000C

Под альбедо поверхности понимают

§  1) общий поток падающих на поверхность Земли солнечных лучей

§  2) отношение потока энергии отражённого излучения к потоку поглощённого излучения

§  3) отношение потока энергии отражённого излучения к потоку падающего излучения

§  4) разность между падающей и отражённой энергией излучения

Задание №2C1187

Какие утверждения справедливы?

А. Аэрозоли отражают солнечный свет и, тем самым, способствуют уменьшению альбедо Земли.

Б. Извержения вулканов способствуют увеличению альбедо Земли.

§  1) только А

§  2) только Б

§  3) и А, и Б

§  4) ни А, ни Б

Альбедо Земли

Температура у поверхности Земли зависит от отражательной способности планеты – альбедо. Альбедо поверхности – это отношение потока энергии отражённых солнечных лучей к потоку энергии падающих на поверхность солнечных лучей, выраженное в процентах или долях единицы. Альбедо Земли в видимой части спектра – около 40%. В отсутствие облаков оно было бы около 15%.

Альбедо зависит от многих факторов: наличия и состояния облачности, изменения ледников, времени года, и, соответственно, от осадков.

В 90-х годах XX века стала очевидна значительная роль аэрозолей – «облаков» мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере.  При сжигании топлива в воздух попадают газообразные оксиды серы и азота; соединяясь в атмосфере с капельками воды, они образуют серную, азотную кислоты и аммиак, которые превращаются потом в сульфатный и нитратный аэрозоли. Аэрозоли не только отражают солнечный свет, не пропуская его к поверхности Земли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги при образовании облаков и тем самым способствуют увеличению облачности. А это, в свою очередь, уменьшает приток солнечного тепла к земной поверхности.

Прозрачность для солнечных лучей в нижних слоях земной атмосферы зависит также от пожаров. Из-за пожаров в атмосферу поднимается пыль и сажа, которые плотным экраном закрывают Землю и увеличивают альбедо поверхности.

Задание №B4D9BB

В таблице приведены некоторые характеристики для планет Солнечной системы – Венеры и Марса. Известно, что альбедо Венеры А1 = 0,76, а альбедо Марса А2 = 0,15. Какая из характеристик, главным образом, повлияла на различие в альбедо планет?

Характеристики	Венера	Марс
А. Среднее расстояние от Солнца, в радиусах земной орбиты	0,72	1,52
Б. Средний радиус планеты, км	6050	3397
В. Число спутников	0	2
Г. Наличие атмосферы	Очень плотная	Разреженная

§  1) А

§  2) Б

§  3) В

§  4) Г

Задание №C48D45

Увеличивается или уменьшается альбедо Земли в период извержения вулканов? Ответ поясните.

Открытие рентгеновских лучей

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 г. немецким физиком Вильгельмом Рентгеном. Исследуя катодные лучи (поток электронов), Рентген заметил, что при торможении быстрых электронов на любых препятствиях возникает сильно проникающее излучение, которое ученый назвал Х-лучами (в дальнейшем за ними утвердится термин «рентгеновские лучи»). Когда Рентген держал руку между трубкой и экраном, то на экране были видны темные тени костей на фоне более светлых очертаний всей кисти руки.

Рентгеновские лучи действовали на фотопластинку, вызывали ионизацию воздуха, не взаимодействовали с электрическими и магнитными полями. Сразу же возникло предположение, что рентгеновские лучи — это электромагнитные волны, которые в отличие от световых лучей видимого участка спектра и ультрафиолетовых лучей имеют гораздо меньшую длину волны. Но если рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны, то оно должно обнаруживать дифракцию — явление, присущее всем видам волн. Дифракцией называется огибание волнами препятствий и отклонение, тем самым, от прямолинейного распространения в однородной среде. Дифракция выражена особенно ярко, если размеры препятствий сопоставимы с длиной волны.

Дифракцию рентгеновских волн удалось наблюдать на кристаллах. Кристалл с его периодической структурой и есть то устройство, которое неизбежно должно вызвать заметную дифракцию рентгеновских волн, так как их длина близка к размерам атомов. На рисунке показана дифракционная картина, полученная при облучении кристалла узким пучком рентгеновских лучей.

Задание №08E111

Использование рентгеновских лучей для диагностики переломов костей основано на том, что рентгеновские лучи

§  1) дифрагируют на клетках биологической материи

§  2) проникают через мягкие ткани и задерживаются костной тканью человека

§  3) активно взаимодействуют с кровеносной системой, увеличивая концентрацию кислорода

§  4) вызывают свечение костной ткани человека

Задание № 000C04

Рентгеновские лучи образуются при

§  1) распространении электронов в вакууме

§  2) распространении электронов в газах

§  3) резком торможении быстрых электронов на препятствии

§  4) взаимодействии электронов с молекулами газа

Задание №EA187D

Что послужило доказательством волновой природы рентгеновских лучей?

§  1) Рентгеновские лучи обладают сильной проникающей способностью.

§  2) Рентгеновские лучи не взаимодействуют с электрическим полем.

§  3) Рентгеновские лучи не взаимодействуют с магнитным полем.

§  4) Рентгеновские лучи дифрагируют на кристаллах.

Опыты Джильберта по магнетизму.

В 1600 году была напечатана книга Вильяма Джильберта «О магните», которая содержит много опытов по магнетизму.
Джильберту удалось объяснить, почему наклонение стрелки компаса меняется с географической широтой. Угол наклонения магнитной стрелки — это угол, который в вертикальной плоскости ось магнитной стрелки составляет с плоскостью горизонта. Джильберт выдвинул гипотезу, что наша Земля — большой круглый магнит, причем он полагал, что географические полюсы почти совпадают с магнитными.
 

Джильберт вырезал из природного магнита шар так, чтобы в нем получились полюсы в двух диаметрально противоположных точках. Этот шарообразный магнит он назвал тереллой (рис.1), то есть маленькой Землей. Приближая к ней подвижную магнитную стрелку, можно наглядно показать те разнообразные положения магнитной стрелки, которые она принимает в различных точках земной поверхности: на экваторе стрелка расположена параллельно плоскости горизонта, на полюсе — перпендикулярно плоскости горизонта.
Рассмотрим опыт, обнаруживающий «магнетизм через влияние». Подвесим на нитках две железные полоски параллельно друг другу и будем медленно подносить к ним большой постоянный магнит. При этом нижние концы полосок расходятся, так как намагничиваются одинаково (рис.2а). При дальнейшем приближении магнита нижние концы полосок несколько сходятся, так как полюс самого магнита начинает действовать на них с большей силой (рис. 2б).

Задание №0AFADD

Как меняется угол наклонения магнитной стрелки по мере движения по земному шару вдоль меридиана от экватора к полюсу?

§  1) все время увеличивается

§  2) все время уменьшается

§  3) сначала увеличивается, затем уменьшается

§  4) сначала уменьшается, затем увеличивается

Задание №1B8EE4

В опыте, обнаруживающем «магнетизм через влияние», обе железные полоски намагничиваются. На рисунках 2а и 2б для обоих случаев указаны полюса левой полоски.

На нижнем конце правой полоски

§  1) в обоих случаях возникает южный полюс

§  2) в обоих случаях возникает северный полюс

§  3) в первом случае возникает северный, а во втором возникает южный

§  4) в первом случае возникает южный, а во втором возникает северный

Задание № 000C

В каких точках расположены магнитные полюсы тереллы (рис.1)?

§  1) А и Б

§  2) А и В

§  3) Г и В

§  4) Г и Б

Маскировка и демаскировка

Цвет различных предметов, освещённых одним и тем же источником света (например, Солнцем), бывает весьма разнообразен. При рассмотрении непрозрачного предмета мы воспринимаем его цвет в зависимости от того излучения, которое отражается от поверхности предмета и попадает к нам в глаза.

Доля светового потока, отражённого от поверхности тела, характеризуется коэффициентом отражения ρ. Тела белого цвета отражают всё падающее на них излучение (коэффициент отражения ρ близок к единице для всех длин волн), тела чёрного цвета поглощают всё падающее на них излучение (коэффициент отражения ρ равен практически нулю для всех длин волн). Коэффициент отражения может зависеть от длины волны, благодаря чему и возникают разнообразные цвета окружающих нас тел.

Предмет, у которого коэффициент отражения имеет для всех длин волн практически те же значения, что и окружающий фон, становится неразличимым даже при ярком освещении. В природе в процессе естественного отбора многие животные приобрели защитную окраску (мимикрия).

Этим пользуются также в военном деле для цветовой маскировки войск и военных объектов. Практически трудно достичь того, чтобы для всех длин волн коэффициенты отражения предмета и фона совпадали. Человеческий глаз наиболее чувствителен к жёлто-зелёной части спектра, поэтому при маскировке пытаются достичь равенства коэффициентов отражения прежде всего для этой части спектра. Однако если замаскированные с таким расчётом объекты не наблюдать глазом, а фотографировать, то маскировка может утратить своё значение. Действительно, на фотографическую пластину особенно сильно действует фиолетовое и ультрафиолетовое излучение. Несовершенство маскировки отчётливо скажется также в том случае, если вести наблюдение через светофильтр, практически устраняющий те длины волн, на которые маскировка рассчитана.

Задание №0C40E5

Необходимо обнаружить маскировку, рассчитанную на человеческий глаз. Для этого можно использовать

§  1) жёлтый фильтр

§  2) зелёный фильтр

§  3) жёлто-зелёный фильтр

§  4) синий фильтр

Задание №B82E95

Коэффициент отражения света равен

§  1) световому потоку, падающему на тело

§  2) световому потоку, отражённому от поверхности тела

§  3) отношению светового потока, падающего на тело, к световому потоку, отражённому от поверхности тела

§  4) отношению светового потока, отражённого от поверхности тела, к световому потоку, падающему на тело

http://opengia. ru/subjects/physics-9/topics/3?page=109