авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||

«А.Ф.Борискин ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ ИНТЕГРАТИВНЫЙ КУРС ...»

-- [ Страница 7 ] --

50. Скорость выведения радионуклидов из организма приня то выражать эффективным периодом полувыведения. Рассчитайте эффективный период полувыведения радионуклида 210 Po из мышц зараженного организма после аварии на Чернобыльской АЭС, если период биологического полувыведения Тб = 50 сут.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ 1. Экологический фактор — это фактор среды:

a) положительно действующий на организм b) отрицательно действующий на организм c) безразлично относящийся к существованию организма d) элементы среды необходимые организму или отрицательно на него воздействующие e) климат 2. Виды, имеющие широкие диапазоны устойчивости к дейст вию экологического фактора:

a) эврибионты b) доминанты c) стенобионты d) эдификаторы e) ремекты 3. Связь климатических факторов с периодическими процессами, происходящими в жизни живых организмов, изучает наука:

a) зоология b) ботаника c) экология d) биология e) фенология 4. Закон физики, определяющий рассеивание энергии в экосис теме:

a) первый закон термодинамики b) второй закон термодинамики c) закон сохранения вещества d) закон сохранения энергии e) законы энтропии 5. Принцип конкурентного исключения (вытеснения) сформули ровал:

a) В.Шелфорд b) Ю.Либих c) Г.Гаузе d) В.Вернадский e) А.Тенсли 6. Обмен химических элементов между живыми организмами и неорганической средой, различные стадии которого происхо дят внутри экосистемы называют:

a) пищевой цепью b) биологическим круговоротом c) ресурсным циклом d) потоком энергии e) пищевой сетью 7. Наиболее мощный естественный процесс, вовлекающий в круговорот огромные массы вещества биосферы и опреде ляющий ее высокий природный потенциал:

a) брожение b) анаэробное дыхание c) фотосинтез d) аэробное дыхание e) гетеротрофность 8. Магнитное поле Земли:

a) намагничивает железные и другие высокомагнитные руды b) защищает живые организмы биосферы от космических лу чей c) влияет на потоки заряженных частиц d) создает магнитосферу e) взаимодействует с космосом через магнитосферу 9. Рост численности популяции в геометрической прогрессии в не изменяющихся условиях называется:

a) S-образная кривая роста b) осцилляция c) флуктуация d) логистическая кривая роста e) экспоненциальная кривая роста 10. Основное свойство экосистемы:

a) саморегуляция b) способность противостоять изменениям абиотических фак торов c) разнообразие видов d) способность противостоять изменениям абиотических фак торов e) способность противостоять изменениям биотических фак торов 11. Пирамида энергии отражает:



a) прохождение массы пищи через пищевую цепь b) круговорот веществ в экосистеме c) структурную организацию в экосистеме d) закономерности превращения энергии в экосистеме e) численность организмов на разных уровнях пищевой цепи 12. Энергия поглощенная продуцентами:

a) полностью используется на дыхание организмов b) постепенно теряется c) полностью используется на построение органического ве щества d) осуществляет круговорот e) используется на построение органического вещества, боль шая часть рассеивается в пространстве 13. Динамику экосистем характеризует:

a) гомеостаз b) разнообразие видов c) эмерджентность d) стабильность e) циклические и поступательные изменения 14. Термин «биосфера» впервые ввел в науку:

a) Э.Геккель b) Э.Зюсс c) Ю.Либих d) Н.Вавилов e) В.Вернадский 15. Самая существенная особенность биосферы:

a) наличие оды в биосфере b) наличие живого вещества c) биогенная миграция атомов химических элементов d) наличие биогенного вещества e) наличие потока, энергии 16. Оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых орга низмов и ту часть вещества планеты, которая находится в не прерывном обмене с этими организмами:

a) экосистема b) гидросфера c) литосфера d) биосфера e) педосфера 17. Найдите соответствие между объектом окружающего мира и его линейным размером в метрах:

a) 1) атом b) 10– 2) атомное ядро c) 10– 3) вирус d) 4) средняя звезда e) 10– 5) обычная галактика 18. Какой закон термодинамики лежит в основе гипотезы «тепло вой смерти» Вселенной?

a) первый закон b) второй закон c) третий закон 19. Источником энергии на Солнце и звездах являются:

a) гравитационное сжатие b) энергия химических реакций, протекающих в недрах звезд c) радиоактивный распад d) термоядерные реакции, протекающие в центре звезд e) аннигиляция частиц 20. Основателем науки гелиобиологии является:

a) А.Л.Чижевский b) В.И.Вернадский c) К.Э.Циолковский d) А.И.Опарин e) М.Миланкович 21. Хлорфторуглероды вызывают:

a) деградацию растительности b) процессы опустынивания c) истощение озонового слоя d) тепличный эффект e) фотохимический смог 22. Укажите компоненты, вызывающие тепличный эффект:

a) кислород, углерод b) азот, углерод c) оксид углерода, метана, оксид азота d) аэрозоли, пыль e) сажа 23. Реакции организмов на чередование и продолжительность светлых и темных периодов суток называются:

a) фотопериодизм b) покой c) сезонная периодичность d) биологические ритмы e) циркадные ритмы 24. Если собрать весь озон атмосферы в единый слой при давле нии 760 мм рт. ст. и температуре 200°С, то его толщина соста вила бы:

a) 1—2 м b) 5 см c) 2,5—3 мм d) 2,5—3 см e) 20—30 см 25. Кто был основателем и президентом Международной органи зации «Римский клуб»?

a) Дж.Форрестер b) Д.Межоуз c) А.Печчени d) Т. Шарден e) Б. Коммонер 26. Какой из законов (правил) отражает нарушение равновесия при изменении энергетики природной системы?

a) закон Либиха b) закон Шелфорда c) закон Линдемана (10%) d) закон (правило) 1% e) закон (правило) Алена 27. Коротковолновое электромагнитное излучение называют:





a) -излучение b) -излучение c) -излучение d) спонтанное деления тяжелых ядер e) кластерный распад 28. В каком году прошел Всемирный форум в Рио-де-Жанейро, на котором была принята «Повестка дня на XX век»?

a) b) c) d) e) 29. В каком году прошла в Стокгольме Первая международная конференция по окружающей среде?

a) b) c) d) 30. Кем из современных ученых введено понятие «экологический императив»?

a) Н.Моисеев b) Н.Реймерс c) С.Шварц d) М.Будыко e) Ю.Одум ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ 1. Р е ш е н и е. Сделаем рисунок согласно условию за дачи. Пусть мальчик находится в точке А. Он хочет переплыть реку, чтобы его снесло по те чению реки на 30 м — на ри сунке точка С. При этом он должен плыть с наименьшей скоростью min. Обычно уча щийся говорит, что достаточно взять курс перпендикулярно Рис. берегу, т.е. плыть в направле нии АВ.

Но из рисунка видно, что при этом скорость мальчика 3 от нюдь не является минимальной:

AB 3 р tg 2 3,47 м/с.

BC В этой формуле р — скорость течения реки, — угол между вектором результирующей скорости и скорости течения реки.

Если же плыть в направлении, перпендикулярном линии АС, то скорость пловца (мы ее обозначили 1 ), будет являться мини мальной (среди всех возможных направлений). Из чертежа видно:

1 min p sin, AB AB 52 где sin 0,866.

AC 52 2 30 2 AB 2 BC Подставляя найденное значение sin, получим: = 2 · 0,866 = 1,732 м/с.

2. Решение. В иллюстрациях к знаменитой книге Дж.Свифта «Путешествия Гулливера» есть примечательный рисунок, на ко тором Гулливер изображен стоящим на ладони великана, причем великан оказывается такой же стройный, как и маленький Гулли вер. Но как показал Галилей, с точки зрения законов механики такая ситуация невозможна. Например, при увеличении размеров тела в 4 раза (х = 4) объем его, а, следовательно, и масса возрас тают в х3 = 64 раза. Нагрузка на кости ног также увеличится в раза. И если прочность костей остается прежней, то их попереч ные размеры (площадь сечения) должны возрасти не в 16, как то го требует простая геометрическая пропорция, а в 64 раза. Но это и означает нарушение пропорций: такой «человекоподобный»

великан должен выглядеть чрезвычайно толстым и неповоротли вым, а следовательно, подобный вид «человека разумного» обре чен на вымирание. Когда-то на Земле обитали исполинские пре смыкающиеся — динозавры, но они оказались нежизнеспособ ными и в конечном счете погибли.

Аналогичные рассуждения справедливы и для растительного мира. Чрезмерно высокие деревья не в состоянии выдержать соб ственной тяжести, поэтому и плоды на них не могут быть произ вольно крупными.

Для численного анализа в нашей задаче сделаем чертеж (рис.

2 а). Под воздействием веса плода в черешке возникает деформа ция. В любом сечении деформированного черешка действуют си лы упругости, препятствующие разрыву его на части. Разрыв на ступает после того, как механическое напряжение в черешке дос тигает максимального значения пр, называемого пределом проч ности. Таким образом, максимальная сила упругости в черешке будет равна: F1 = пр S = пр r2.

Сила тяжести плода (вес):

4 F2 = mg = R g.

Приравнивая эти две силы, получим:

прr 2 4R 3 g / 3, m N mg cos.

R m mgH mgh, где cos x / R ( R h ) / R, h R( 1 cos ), откуда:

gR r 2R.

3 пр Рис. 2 а Рис. 2 б График зависимости r от R показан на рис. 2 б. Из графика видно, что равенство радиусов r (черешка) и R (плода) наступает при размерах плода R = 0,8 м, а далее радиус черешка уже пре восходит радиус плода.

3. Р е ш е н и е. Напряженность — это силовая характеристи ка гравитационного поля. Если на пробное тело (малых размеров) массой m действует со стороны гравитационного поля Земли сила тяготения F = m g, то напряженность гравитационного поля оп ределится формулой g = F /m, (1) т.е. напряженностью гравитационного поля является ускорение свободного падения. Для точечной массы М на основании закона всемирного тяготения из (1) получим формулу:

GM, (2) g( r ) r т.е. напряженность гравитационного поля вне земного шара убы вает обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли до пробного тела.

На поверхности Земли будем иметь:

6,67 1011 5,977 GM = 9,81 м/c2.

= g( r ) ( 6,37 103 ) r А есть ли гравитационное поле внутри Земли? Конечно, есть (некоторые учащиеся утверждают, что оно равно нулю, другие, что оно остается равным 9,81 м/с2).

Рис. 3 а Рис. 3 б Чтобы найти ускорение свободного падения g(r) внутри Земли, воспользуемся формулой (1). Здесь надо учесть, что на тело мас сы m, помещенное (мысленно) внутри Земли (см. рис 3 а) будет оказывать воздействие только та часть Земли, которая является внутренней по отношению к массе m, а внешняя часть Земли (мы ее не заштриховали) гравитационного воздействия на массу m не оказывает. Отсюда следует, что если бы у нас была полая сфера, в которой масса М распределена только по поверхности, в такой сфере гравитационное поле отсутствовало бы в любой точке внутри сферы.

Итак, согласно закону всемирного тяготения:

G M ( r ) m, (3) FG r где М(r) — часть массы Земли, заключенная внутри шара радиуса r. Считая Землю однородным телом и зная среднюю плотность вещества, найдем массу М(r):

М(r) = ·V = ·(4 r3) /3. (4) Подставляя (4) в (3), получим G 4 r 3 m G 4 r m FG mg.

(5) 3r2 G Следовательно, g( r ) r. (6) Мы получили линейную зависимость величины g от r. В цен тре Земли (r = 0) g = 0. На поверхности Земли (r = R) G 4 GM g 0 9,81 м с 2.

g( R ) R R Отразим полученные результаты на графике (см. рис. 3 б).

Таким образом, напряженность гравитационного поля одно родного тела (шара), внутри него изменяется линейно, а вне шара падает в соответствии с законом всемирного тяготения.

4. Реш ени е. Кажущийся вес — это сила, с которой пас сажир давит на кресло. В соот ветствии с третьим законом Ньютона она совпадает по ве личине с центростремительной силой Fц, но противоположна ей по направлению. Следова тельно, кажущийся вес пасса жира в космическом корабле (по условию задачи равный Рис. 4. Во вращающемся mg, т.е. нормальный вес) дол космическом корабле для пассажиров создается искусственная жен равняться F : mg =F. Цен ц ц тяжесть. Их кажущийся вес такой тростремительная сила на ос же, как и на Земле новании второго закона Нью тона равна Fц man m, где — линейная скорость космонав R l тов, находящихся на корабле (см. рис. 4);

R — радиус враще ния отсеков корабля. Линейная скорость связана с числом обо ротов соотношением: R 2 nR.

Таким образом, получаем mg m 4 2 n 2 R, откуда 1g 1 9, 0,16 об/с.

n 2 R 2 Таким образом, пассажиры космического корабля, вращающе гося с частотой 9,5 об/ мин, находясь на расстоянии 10 м от оси вращения, будут чувствовать себя, как на Земле.

5. Ответ: T 1 ч 24,5 мин.

r2 r1 3 164,3 лет.

6. Ответ: T2 T 8. Ответ: Т = 0,76 года = 278 дней.

9. Р е ш е н и е. На тело внутри туннеля действует только сила тяго тения, равная mg. Нам надо знать, чему равно g внутри земного шара (как правило, студенты дают на по ставленный вопрос неправильный ответ — 9,81 м/с2). На основании теоремы Гаусса в произвольной точке внутри шара поле определя ется только той частью вещества, которая охвачена сферой радиуса r Рис. (рис. 9). Отсюда G M ( r ) G 4 r 3 4 G r. (1) g( r ) r2 3r 2 Итак, внутри однородного шара ускорение свободного падения зависит линейно от расстояния, в центре шара (r = 0) g = 0. За шаром (внешнее поле) GM g ( r ) 2 ( R r ).

r Теперь, применяя второй закон Ньютона для тела внутри тун неля, запишем:

d 2r 4Gp m 2 m r (2) dt d 2 r 4 G или 2 r 0. (3) dt Отрицательный знак в правой части уравнения (2) появляется из-за того, что действие силы FG противоположно направлению движения. Мы пришли к стандартной форме дифференциального уравнения, описывающего гармонические колебания:

d2r 0 r 0, где 02 4 G.

dt Отсюда:

T 4 G R 3 ;

t ;

T 2.

0 4 G 3 4 G GM Подставляя числовые данные, получим: Т = 84,46 мин, t = 42, мин.

Таким образом, тело, стартовав в точке А (с нулевой скоро стью), достигает противоположной стороны Земли (точка В) за время t.

Закон гармонических колебаний можно записать в форме:

r(t) = R cos 0 t. Скорость тела определяется формулой:

= dr/dt = –R 0 sin 0 t. (4) Максимальная скорость тела будет в момент прохождения те лом центра Земли (положение равновесия, t = T/4). Из формулы (4):

4 G = G M = 7,9 км/с.

max = R 0 = R 3 R Интересно решить и такую задачу: если одновременно в точке А стартует (запускается) искусственный спутник на околоземной орбите, то встретятся ли два тела на противоположной стороне (точка В)? Иными словами, чему равен период движения в этом случае?

Сила тяготения теперь играет роль центростремительной си лы, сообщая спутнику центростремительное ускорение. На осно G mM вании второго закона Ньютона запишем: maц = m, R R GM откуда — это формула для первой космической скоро R сти. Зная скорость, можно найти период обращения на около 2R R земной орбите T 2. Таким образом, формулы GM для периода Т совпадают как при движении вдоль туннеля, про рытого по диаметру, так и при движении на околоземной орбите.

Участники нашего эксперимента, стартовав одновременно в точке А, всякий раз будут встречаться в этой точке через время, равное Т (в точке В они будут встречаться через время Т / 2).

V 0,05 5%.

11. Ответ:

V 12. Ответ: 52%.

13. Решение. Внутреннюю энергию шаровой молнии вычис лим по формуле im (1) U RT.

2M где i — число степеней свободы молекул газа, в нашем случае i = 6.

С другой стороны, на основании уравнения Клапейрона—Менде m леева: PV RT, формулу (1) можно записать:

M i (2) U PV 3PV, где P — давление внутри молнии, но оно равно давлению окру жающего воздуха P0 = 1 атм.

Таким образом, 4 (3) U 3 P0 r.

Подставляя числовые данные, вычислим результат:

U = 1 105 43,14 (0,2)3 = 0,1 105 Дж = 10 кДж.

14. Решение. Массу нефти можно определить, зная плотность, по формуле: m = V, (1) где — плотность нефти;

V — объем, занимаемый пленкой нефти, этот объем определим по формуле: V = S h (2), где h = 20 d — толщина пленки;

S = (2/3) 4 R — пло щадь пленки. Подставляя (2) в (1), получим: m = 20 d (2/3) 4 R. (3) Подставляя числовые данные в (3), получим результат:

M = 25,76 Мт.

16. Решение. В спокойный период вода находится при давле нии P = P0 + gH = (1 + 9) 105 = 106 Па. При таком давлении тем пература кипения согласно графику (см. рис. 16 б) tкип = 180°C (453 К). При достижении этой температуры начинается бурное кипение (извержение). «Активный» период заканчивается, когда за счет расхода тепла на испарение температура воды падает до точки кипения при нормальном давлении, т.е. t2 = 100°C (373 К).

Таким образом, t = T = 80. На основании уравнения теплового баланса cmT = rm (1) можно найти часть воды, теряемой из резервуара гейзера во время одного извержения:

m c T.

m r Подставляя числовые данные, вычислим результат:

m 4,2 103 0,146.

2,3 m 17. Решение. У водомерки количество лапок N = 6. На ри сунке указаны силы поверхност ного натяжения, действующие на одну из лапок. Тогда при условии равновесия (водомерка не тонет) сила тяжести mg, действующая на водомерку, уравновешивается Рис. равнодействующей сил поверх ностного натяжения всех шести лапок:

mg = NF, где F = lcos — вертикальная составляющая силы поверхностно го натяжения одной лапки. Таким образом, N cos m.

g Из справочных таблиц находим, что коэффициент поверхност ного натяжения воды = 73 мН/м. Подставляя числовые данные, получим:

6 73 10 3 0,18 10 -3 6,95 10 6 кг.

m 9,81 Можно убедиться, что для массы m из расчетной формулы единица измерения получается килограмм:

Н м кг м с m кг.

м с м м с 18. Ответ: 33,9 г/м3.

20. Решение. Жидкость в капилляре поднимается на такую высоту, при которой сила тяжести mg, действующая на весь под нятый столб жидкости, уравновешивает силу поверхностного на тяжения жидкости:

2r = mg, (1) m = V = r2h, (2) где m — масса столба жидкости высотой h.

Подставляя (2) в (1), можно получить формулу для h и вычис лить ее числовое значение:

2 73 h 1,063 м.

g r 1 103 9,81 14 Таким образом, высота подъема жидкости в капиллярах расте ний обычно не превышает одного—двух метров. С другой сторо ны, пленки капилляров растительного и животного происхожде ния представляют собой обычно полупроницаемые перегородки (мембраны). В таком растительном капилляре молекулы раство рителя (воды) могут проникать через перегородку, а молекулы растворенного вещества — нет. Явление проникновения раство рителя через полупроницаемую перегородку называется осмосом.

Разность давлений, которая возникает между областями, заняты ми чистым растворителем и раствором, разделенным полупрони цаемой перегородкой, называется осмотическим давлением.

Можно считать, что для достаточно разбавленных растворов ос мотическое давление равно давлению разреженного газа, состоя щего из молекул растворенного вещества, оно рассчитывается по формуле для идеальных газов:

П = (m / M)RT / V. (3) Однако для ответа на поставленный в задаче вопрос примене ние формулы (3) нам не понадобится. Будем исходить из того, что на любой высоте разность давления р численно равна весу стол ба жидкости высотой h, отнесенному к единице площади:

р = gh.

Взяв h = 100 м, получим:

р = 1 103 9,81 100 = 9,81 105 Па.

Таким образом, для поднятия жидкости и минеральных ве ществ в секвойе на 100 метров осмотическое давление должно составить около 10 атмосфер.

21. Решение. Скорость распространения звука в газах опре деляется формулой:

RT зв, (1) M Cp где — показатель адиабаты, C p — теплоемкость газа при Cv постоянном давлении, Cv — теплоемкость газа при постоянном объеме, R — универсальная газовая постоянная, T — постоян ная температура.

Температура на высотах 21 км и 19 км не будет сильно отли чаться, а найденная из (1) средняя температура и будет характери зовать температуру на высоте 20 км. Будем полагать, что взрывы происходят практически одновременно.

Найдем время, необходимое звуку, чтобы преодолеть путь h1 21 км : t1 h1 / зв и h2 19 км : t2 h2 / зв. Отсюда t h / зв, (2) где t t1 t2, h h1 h2. Из формулы (2) выразим скорость звука:

зв р / t. (3) Из уравнений (1) и (3) найдем температуру T :

M h.

T (4) R t Показатель адиабаты для идеального газа определяется по формуле:

C i 2 52 p, Cv i 5 где i — число степеней свободы молекул газа, для двухатомных молекул i 5.

Подставляя числовые данные в формулу (4), получим 29 10 3 ( 2 103 )2 219 K или t 540 C.

T 7 8,31 ( 6,75 ) 22. Решение. Для плавления льда затрачивается энергия, рав ная скрытой теплоте плавления (или теплоте фазового перехода):

Q = m (1), где — удельная теплота плавления, m — масса ве щества. Изменение энтропии при фазовых переходах определяется формулой: S = Q / T (2), где Т — температура фазового перехода.

Таким образом, на основании (1) получаем: S = m / T (3). Из таблиц находим = 333 кДж\кг, температура Т = t + 273. Подстав ляя числовые данные в (3), получим 333 103 0, S 610 Дж \ К.

23. Ответ: Е = 32,4 кН/Кл.

24. Решение. Обозначим число электроцитов в столбе через n, а число параллельных столбов — через m. При этом произведение n m = N дает нам полное число электроци тов в электрической батарее.

Сила тока, создаваемого элек трическим органом текущего через воду, по закону Ома для полной цепи будет опреде- Рис. ляться формулой Еб I, (1) R rб где ЭДС батареи Эб = n Е2, (2) n r а полное внутреннее сопротивление батареи rб, (3) N при этом Е1 и r1 — ЭДС и внутреннее сопротивление одного электроцита (миниатюрного гальванического элемента).

Подставляя (2) и (3) в (1), получим формулу для тока G1 N n I n. (4) R N r1 n Теперь, чтобы ответить на вопрос о том, при каком n сила тока в цепи будет максимальной, надо воспользоваться алгоритмом анализа функции на максимум: продифференцировать формулу (4) по аргументу n и приравнять производную нулю:

dI / dn = 0. (5) В результате получим: n2 = R N/r1. (6) Подставляя (6) в (3), получим: rб = R.

Таким образом, если n R N / r1, то сопротивление батареи оказывается равным внешнему, а разрядный ток будет макси мальным: Imax = Eб / 2R = Eб / 2 rб. (7) Этот ток соответствует максимальной полезной мощности в цепи.

25. Ответ: С = 22·10–20 Ф;

q = 1,77·10–20 Кл.

26. Решение. Энергия заряженного конденсатора определя ется формулой Wэл CU 2, (1) где С E0 S / d — емкость конденсатора, S — площадь пластин (туч), d — расстояние между пластинами (тучей и Земли).

Подставляя числовые данные в формулу (1), получим:

1 E0 SU 2 8,85 1012 42 ( 103 )2 70,8·109Дж=70,8 ГДж Wэл 2 1 2d 8 10 628 10 6 А 0,628 ГА.

27. Ответ: I 3,14 6,36 2 28. Ответ: t 56 c.

29. Ответ: 60 дБ.

30. Решение. Длина волн цунами обычно составляет десятки и даже сотни километров, во много раз превышая глубину океана.

Поэтому для волн цунами все моря и океаны являются мелкой водой. При таких волнах в движение приходит вся вода под волной вплоть до океанского дна, скорость распространения волн цунами приближается к скорости воздушного лайнера. Полагая среднюю глубину океана Н0 = 5 км, оценим эту скорость.

При распространении цуна ми вода приводится в движение и приобретает импульс у перед него фронта волны и затем те ряет этот импульс, когда ее об гоняет задний фронт волны. На рис. 30 показаны сечения I (про ходящее через гребень) и II (про ходящее в невозмущенной во Рис. 30 де). Если производить расчеты в системе координат, движущейся со скоростью волны, то невоз мущенная вода перед и за цунами движется со скоростью.

Из условия несжимаемости воды следует, что через сечения I и II проходят одинаковые объемы воды:

H u · t = H0 · t, откуда u = H0 / Н. (1) Приравнивая изменение импульса воды m( – u) импульсу внешних сил (F1 – F2)·t, действующих на границах слоя I—II, и учитывая, что Н = H0 + h ~ H0 (высота волны мала по сравнению с глубиной океана), можно получить соотношение 2 = g H ~ g H0, (2) откуда gH 0 10 5000 224 м/с 804 км/ч.

Зная расстояние от очага зарождения волны цунами до линии берега и скорость, можно найти время:

t1 = s / = 1700 / 804 = 2,1 ч.

Найдем еще время, за которое цунами может обежать земной шар:

t2 = 2 R / = 50 ч.

31. Р е ш е н и е. Будем для простоты исходить из того, что барабанная перепонка совершает в воздухе свободные колебания, тогда она будет иметь ту же скорость простого гармонического движения, что и воздух. Отсюда средняя кинетическая энергия, передаваемая перепонке, равна 1 Wk m 2 ср ;

2ср 2 x0 (sin2 t )ср 2 x0.

2 2 m 2 x0 Таким образом, Wk. Интенсивность звуковой волны 2I определяется формулой I 2 x0, 2 x 2.

Окончательно получаем:

0,1 103 10 mI 1,165 10 19 Дж.

Wk 2 2 1,3 А отношение Wk / W1 = 19. Как видим, Wk ненамного превосхо дит предельно возможную энергию с точки зрения физических законов: биологическая эффективность человеческого уха близка к максимально возможной с точки зрения физики.

32. Ответ: Lкрол = –10 дБ.

34. Решение. На основании зако на синусов получим: sin = n sin. С другой стороны, из треугольника ADO:

sin = r / R =. Таким образом, = n sin. Далее можно установить соот ношения между углами: + 2 = 4, откуда = 4 – 2. Угол =arcsin(/n), Рис. 34 угол =arcsin.

Тогда = 4arcsin( / n) – 2 arcsin.

Возьмем производную от по параметру :

d 4.

d n 1 ( / n) 1 d Приравнивая производную нулю 0, получаем значение dt 4 n 0,861 — именно при таком значении параметра угол будет максимальным:

1 4 n 2 2arcsin 4 n.

max 4 arcsin n получим max 420 02.

При n 35. Решение. Основным источником тепла, нагревающим земную поверхность и атмосферу, служит Солнце. Вся совокуп ность лучистой энергии Солнца называется солнечной радиацией.

Распределение лучистой энергии связано с годичным и суточным движением Земли, а также зависит от многих других факторов и весьма неодинаково на земной поверхности. Поэтому мы будем пользоваться усредненными характеристиками. Солнечные лучи, проходя через прозрачные тела, нагревают их очень слабо, поэто му прямые солнечные лучи почти не нагревают воздух атмосфе ры, а нагревают поверхность Земли, от которой прилегающим слоям воздуха передается тепло. По этой причине мы будем учи тывать нагревание земной суши и вод Мирового океана. Таким образом:

Q = c1 m1 T + c2 m2 T, (1) где c1 — удельная теплоемкость воды, m1 — масса воды Мирового океана, c2 — удельная теплоемкость материалов верхней части земной коры (песок, глина, известняки, базальты, граниты), m2 — масса земной суши.

Из приведенной оценочной формулы можно найти T:

Q. (2) T c1 m1 c2 m Массу воды Мирового океана и массу прогреваемой земной суши можно вычислить, зная соответствующие плотности и объ емы. При этом объем суши можно взять равным 1/10 от объема Мирового океана:

m1 = 1 · V1 = 1 · 103 · 14 · 1017 = 1,4 · 1021 кг;

m2 = 2 · V2 = 2 · 103 · 1,4 · 1017 = 0,28 · 1021 кг.

Подставляя числовые данные в формулу (2), найдем:

5,42 10 T 0,87 К.

4,2 10 3 1,4 10 21 1, 2 10 3 0,28 10 Таким образом, если бы Земля не излучала солнечную энер гию в пространство, то за 100 лет температура на Земле повыси лась бы на 87С и условия для развития жизни на Земле (по край ней мере, высших ее форм) стали бы невозможными. Однако больше половины солнечной энергии отражается Землей, а та часть, которая поглощается, в тепловую не превращается, а ис пользуется зелеными растениями для фотосинтеза, более 2/3 за трачивается на испарение влаги и генерацию турбулентных пото ков в атмосфере и океане.

37. Р е ш е н и е. Число бактерий в верхнем слое морской во ды толщиной Н будет равно N = nV = nSH, где S — площадь вы бранного участка (S = 1 км2). Энергия, излучаемая одной бактерией w = h = hc /. Световая мощность P = Nw = nSHhc / = 0,2 Дж.

38. Р е ш е н и е. Активность препарата зависит от времени и определяется формулой dN N 0 e t. (1) A dt ln В начальный момент времени t =0 A0 N 0, где — T постоянная распада, N 0 — число ядер данного радиоизотопа в начальный момент времени, оно определяется на основе фор мулы из молекулярной физики m m N, откуда N NA.

M M NA Согласно условию задачи, масса радиоактивного изотопа M 2 T 2 t г в человеческом организме со m 2 m1 1 e M 1 T ставит:

m 0,36 10 2 0,012 10 2 M 1 где M 1 = 75 кг.

Таким образом, для активности A0 имеем окончательное вы ражение ln 2 m N A 0,693 0,36 0,012 10 4 75 6,02 10 75,5 10 3 Бк.

A0 8 7 T M 1,42 10 3,154 10 40 39. Ответ: t = T ln (5/3) / 0,693 = 4250 лет.

40. Р е ш е н и е. С течением времени активность радиоизо топа падает по закону dN N 0e t A0 e t, (1) A( t ) dt где A0 N 0 — активность радиоизотопа в начальный момент времени t = 0. Согласно условию задачи, расп A0 N 0 2 10 3 2 10 3 Бк.

с По истечении времени t = 5 часов активность будет равна:

A2 V A1 A0 e t, (2) расп 16 Бк где A1 16. Из формулы (2) получим:

3 60 см мин см A V 0 e t. (3) A Подставляя в (3) численные значения, получим:

2 103 60 0,693 5 3 6 10 см = 6 л.

V exp 16 41. Ответ: = 1,14 мкм.

42. Ответ: нельзя.

45. Решение. При решении подобных задач учащиеся часто допускают ошибку, сравнивая концентрации вредных веществ с соответствующими нормами ПДК. Действительно, сопоставим ПДК и содержание вредных веществ в нашей задаче:

содержание вредного вещества ПДК 0,04 мг/л — свинец 0,05 мг/л 0,6 мг/л — медь 1 мг/л 4,5 мг/л — цинк 5 мг/л Как видим, содержание ни одного из вредных веществ не пре вышает соответствующей нормы ПДК. Следовательно, делается неверный вывод: «Молоко в пищу употреблять можно».

Дело в том, что различные химические загрязнители могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие (обладают свой ством синергизма). В таких случаях надо учитывать их суммар ное содержание в продуктах. Если суммарное количество загрязни телей превышает ПДК любого из них, то это значит следующее: не смотря на то, что в отдельности каждый из них относительно безопасен, совместное их воздействие является опасным.

В нашем случае медь и цинк обладают свойством синергизма, суммарное содержание в молоке этих веществ равно: 0,6 + 4,5 = 5,1 мг/л, что превышает ПДК для цинка. Следовательно, молоко употреблять в пищу нельзя.

46. Ответ: будет.

47. Решение. Эквивалентной дозой поглощенного излуче ния — дозой биологической — называют величину, равную произ ведению поглощенной дозы на коэффициент биологической эффек тивности (КОБЭ):

Н = КОБЭ · D, где КОБЭ равен 1 для -частиц, рентгеновского и -излучения, а для -частиц он равен 20. Таким образом, эквивалентная доза об лучения первого человека равна:

Н1 = 1 0,08 = 0,08 зВ = 8 бэр, а второго — Н2 = 20 0,7 = 0,14 зВ = 14 бэр.

Отношение Н2 / Н1 = 14 / 8 = 1,75, т.е. второй получает больше биологических повреждений.

48. Ответ: 2,5 раза.

49. Решение. Активность радионуклида ln N0, A N0 (1) T где Т — период полураспада, N0 — число ядер в рассматриваемый момент времени (условно берем t = 0). Это число можно выра зить по формуле m NA, (2) N M где m — масса радона, M — его молярная масса, N A — число Авогадро.

Из формул (1) и (2) получим: m A T M, (3) ln 2 N A m а из условия задачи m V, (4) V где m1 — масса радона в объеме V1 106 м3.

Для объема V получаем выражение:

V A T V V 1. (5) ln 2 m1 N A Подставим данные в формулу (5) и вычислим результат:

10 6 103 3,7 1010 3,8 2,4 6,0 6,0 2,22 6,46 м 3.

V 3 15 0,693 10 10 6,02 Ответ: 6,5 м3.

50. Р е ш е н и е. Время, в течение которого организм осво бождается от половины накопленного в нем радионуклида за счет биологического выведения, называется периодом биологического полувыведения ТБ.

На основании закона радиоактивного распада можно записать t T N( t ) N ОБ 2, (1) где Т — это период полураспада радионуклида, N ОБ — количе ство радионуклидов в начальный момент времени, эта величина является переменной, она может меняться в силу биологических механизмов выведения радионуклидов. Согласно определению величины ТБ, можно записать t Tб (2) NОб N 0 2.

Таким образом, имеем:

t 1 T TБ N (t ) N 0 2. (3) Можно также записать:

t Tэф N (t ) N 0 2, откуда легко получить формулу Т ТБ (4) Т эф.

Т ТБ Подставляя числовые данные в формулу (4) (согласно табли це 21 Т = 138,4 сут.), получим:

138, 4 Т эф 36,73 сут.

138,4 Ответ: 36,73 сут.

ПРИЛОЖЕНИЕ А 1. «Физика» человека (тепловые параметры) Нормальная температура тела, С..............................................36, Температура отдельных участков тела, С:

лба...............................................................................................33, ладони рук...................................................................................32, подошвы ног...............................................................................30, Температура замерзания (плавления) крови, С..... от –0,56 до –0, Удельная теплоемкость крови, кДж/(кг·К)...................................3, Удельная теплоемкость крови, кал/(г·С)...................................0, Масса воды, испаряющаяся с поверхности кожи и легких в сутки, кг..................................................... 0,8—2, Наиболее благоприятная для жизни человека относительная влажность, %................................................. 40— Поверхностное натяжение крови, мН/м........................................ 2. Капиллярность В таблице приведены некоторые данные, характеризующие явление капиллярности: капиллярность также является абиотиче ским фактором.

1. Высота подъема воды в зависимости от размеров частиц, образующих капилляры в почве:

Высота Высота Диаметр Диаметр капиллярного капиллярного частиц, мм частиц, мм подъема воды, см подъема воды, см 3—4 3—4 0,2 0,5 24,4 0,06—0,08 Капиллярная вода с растворенными в ней солями является главным источником снабжения растений влагой. В зависимости от размеров частиц, образующих капилляры в почве, высота ка пиллярного подъема воды в почве колеблется от нескольких сан тиметров до нескольких метров. Глинистые и суглинистые почвы имеют более узкие капиллярные промежутки, песчаные и супес чаные — более широкие.

2. Высоту подъема (опускания) жидкости в стеклянном капил ляре можно определить по формуле h = A/d, где d — диаметр ка пилляра, мм, А — постоянная данной жидкости, мм2. Числовые значения постоянной А для стеклянных капилляров приведены в таблице:

Жидкость вода спирт ртуть А, мм2 30 10 3. Скорость поднятия воды по капиллярам стебля банана — 100 см/ч. Скорость поднятия воды по капиллярам стебля подсол нечника — 70 см/ч.

3. ПДК веществ, загрязняющих воду ПДК, г/м Неорганические вещества Сульфаты, хлориды, соли кальция и магния Нитраты, фосфаты, фосфор 0,5— Железо, алюминий, марганец 0,2—0, Нитриты 0, Цинк, никель, висмут, свинец, вольфрам, хром, цианиды 0,01—0, Ртуть, мышьяк, медь, селен 0, ПДК, г/м Органические вещества Органический азот, органический углерод 1, Этилен, метанол, ацетон, нитрит и др.

0,1—0, Нефть и нефтепродукты 0,05—0, Формальдегид, бутиловый спирт, ацетон 0,006—0, Пестициды, фенолы 0, 4. Радиоактивные семейства ядер Период Исход- Мас- Началь- Конеч- Конечное полураспада Название ное совое ное ное стабиль стабильного ядро число число n число n ное ядро ядра (годы) 1,4· 232 90Th 82 Pb Ториевое 4n 58 2,2· 237 Np Bi Нептуниевое 4n+1 59 93 Уран 4,5· 238 U Pb 4n+2 59 радиевое 92 7,1· 235 U Pb Актиниевое 4n+3 58 92 5. Соотношение фонового облучения с допустимыми и опасными уровнями облучения человека 100 мбэр Фоновое облучение за год 500 мбэр Допустимое облучение населения в нормальных условиях в год 3 бэр Облучение при рентгенографии зубов 5 бэр Допустимое облучение персонала в нормальных условиях в год 10 бэр Допустимое аварийное облучение населения (разовое) 25 бэр Допустимое аварийное облучение персонала (разовое) 30 бэр Облучение при рентгеноскопии желудка (местное) 75 бэр Кратковременные незначительные изменения состава крови 100 бэр Нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни 450 бэр Тяжелая степень лучевой болезни (погибает 50% облученных) 6. Периоды полураспада радиоизотопов Z Изотоп Тип распада Период полураспада Углерод С 6 5770 лет Магний Mg 12 10 мин Калий K40 1,25·109 лет 19 Кобальт Co 27 5,2 года Рубидий Rb87 6,2·1012 лет 37 Стронций Sr 38 28 лет Йод I 53 8 дней Цезий Cs 55 30 лет Церий Ce142 5·1015 лет 58 Самарий Sm147 12·1010 лет 62 Полоний Po 84 138 дней Радон Rn 86 3,8 дня Радий Ra 88 1620 лет 13,9·109 лет 90 Торий Th Уран U238 4,5·109 лет 92 Уран U235 7,1·108 лет 92 Нептуний Np237 2,2·106 лет 93 ПРИЛОЖЕНИЕ Б Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижневартовский государственный гуманитарный университет»

СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой Проректор по дополнительного образования дополнительному образованию Н.Д.Наумов _В.Коричко ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ Образовательная программа курсов повышения квалификации (интегративный курс) АВТОР: к.п.н., доцент кафедры математики и МПМ, Борискин А.Ф.

Нижневартовск Учебный план Цель: повышение квалификации учителей экологии и физики.

Категория слушателей: учителя первой и высшей категорий.

Срок обучения (час, неделя, месяц): 72 часа, 2 недели.

Режим занятий (час, день): 6 часов в день.

Модули: Теоретико-методологический — 52;

Технологический — 20.

№ Наименование Всего В том числе Формы п/п разделов и дисциплин часов Лекц. Практ. контроля 1. Основы механики, эко- 14 10 4 Контрольная логические вопросы работа, тесты 2. Основы МКТ. Термоди- 14 10 4 Контрольная намические законы фи- работа, зических систем и от- тесты крытых экосистем 3. Экологические вопросы 12 10 2 Контрольная в разделе электромаг- работа, нитных и световых яв- тесты лений 4. Экологические вопросы 19 12 7 Контрольная в курсе атомной и ядер- работа, ной физики тесты 5. Физические основы 13 10 3 Тесты экологического монито ринга 72 52 Итого:

Учебно-тематический план Направление: естественнонаучное.

Цель: повышение квалификации учителей физики и экологии.

Категория слушателей: учителя первой и высшей категории.

Место проведения: НГГУ.

Лекционных групп: 1.

Практических групп: 1.

Форма обучения: очная.

Режим работы: 6х12 дней = 72 ч.

№ Темы и содержание Всего В том числе Формы п/п курса часов Лекц. Практ. контроля 1 Основы механики 1.1 Законы сохранения — 8 6 2 Контрольная фундаментальные зако- работа, ны природы. тест 1.2 Математические модели 6 4 устойчивости движения.

Устойчивое развитие экосистем.

2 Основы МКТ и термоди- 14 10 4 Контрольная намики. Термодинами- работа, ческие законы физиче- тест ских систем и открытых экосистем.

3 Экологические вопросы в разделе электромаг нитных и световых яв лений.

3.1 Воздействие постоян- 4 4 — Контрольная ных электрических и работа, магнитных полей на жи- тест вой организм и экоси стемы.

3.2 Электромагнитное из- 8 6 лучение, его роль в раз витии биосферы.

4 Экологические вопросы в курсе атомной и ядер ной физики.

4.1 Естественная и искусст- 6 4 2 Контрольная венная радиоактивность. работа, Изотопы. Деление ядер. тест Атомная энергетика: за и против.

4.2 Управляемые термо- 6 4 ядерные реакции. Тра диционные и альтерна тивные виды энергии.

4.3 Основные понятия ра- 7 4 диоэкологии. Искусст венные источники ради ации. Проблемы радиа ционной безопасности.

5 Физические основы эко логического мониторин га.

5.1 Физические методы на- 7 4 3 Контрольная блюдения за параметра- работа, ми окружающей среды. тест 5.2 Аэрокосмический мони- 2 2 — торинг.

5.3 Физические основы дей- 4 4 — ствия очистных соору жений, аппаратов и ме тодов переработки вто ричного сырья и отхо дов.

Итого: 72 52 Учебная программа курса «Формирование экологической компетентности учащихся при изучении школьного курса физики»

(интегративный курс) 1. Введение Содержание физики, как лидирующего предмета в естество знании, открывает широкие возможности в реализации непре рывного экологического образования. Главная задача экологиза ции курса физики, как нам представляется, состоит в том, чтобы сформировать у школьников основы единой научной картины ми ра, целостного представления о живой и неживой материи, что в свою очередь, будет способствовать их экологической компетент ности. Курс предназначен для учителей физики и экологии сред ней школы, колледжей, лицеев и гимназий, ориентированных на естественнонаучное направление. Он поможет им вести факуль тативные курсы по данной теме с наиболее подготовленными учениками.

2. Содержание 1. Основы механики.

Взаимодействие тел. Силы в природе, законы динамики. Сила тяжести. Свободное падение тел;

применение отстойников.

Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Космиче ские полеты. Загрязнение окружающей среды (выброс газов, на гревание, шум). Проблемы загрязнения космоса.

Закон сохранения и превращения энергии. Перспективы разви тия возобновляемых источников энергии (гидроэнергетика, ге лиоэнергетика, ветровая, приливная и волновая виды энергий) Вращательное движение. Закон сохранения момента импульса.

Динамика равновесия (статика). Условия равновесия тел. Ус тойчивое, неустойчивое и безразличное равновесия.

Устойчивость движения. Вводные понятия. Устойчивость в аэ ро- и гидродинамике (ламинарное и турбулентное течения). Гиро скопическая устойчивость.

Математические модели устойчивости движения. Устойчивое развитие экосистем. Аттракторы и бифуркации.

2. Основы МКТ и термодинамики. Термодинамические за коны открытых систем (экосистем).

Броуновское движение. Диффузия. Распространение загряз няющих веществ в атмосфере и гидросфере путем диффузии. На сыщенный и ненасыщенный пар. Влажность воздуха. Значение влажности и ее влияние на биологические системы. Свойства по верхности жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения жидкости как экологический параметр (абиотический фактор).


Понятие внутренней энергии термодинамической системы.

Первый закон термодинамики. Тепловой баланс Земли и влияние его на климат. Энергетические потоки в биосфере.

Температура как экологический фактор. Диапазон температур в природе, влияние температуры на биосферу.

Тепловые машины. Тепловые процессы и установки — источ ники загрязнения окружающей среды (выбросы отходов, перегрев окружающей среды).

Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термоди намики. Энтропия — мера упорядоченности системы. Закон воз растания энтропии. Биологический объект как тепловая машина.

Принцип минимума диссипации (рассеивания) энергии и принцип максимизации энергии.

Устойчивость экосистем. Принцип ле Шателье-Брауна.

3. Экологические вопросы в разделе электромагнитных и световых явлений.

Электрическая активность живых организмов. Биопотенциа лы. Примеры воздействия статического электричества.

Магнитное поле и живой организм. Биологическое действие постоянных магнитов.

Электрический ток в различных средах. Ионизация атмосфер ного воздуха, биологическое действие легких и тяжелых ионов.

Экологически чистые преобразователи энергии: МГД-генераторы.

Электромагнитное излучение. Основные свойства электромаг нитных волн. Шкала электромагнитных волн.

Экологически опасные факторы электромагнитных излучений.

4. Экологические вопросы в курсе атомной и ядерной фи зики.

Основы атомной физики. Ядерная модель атома. Излучение атомов. Лазеры. Рентгеновские лучи.

Радиоактивный распад. Естественная радиоактивность. Изотопы.

Искусственная радиоактивность. Деление ядер. Ядерные реак торы. Атомная энергетика. Экологические проблемы.

Термоядерные реакции. Управляемые термоядерные реакции.

Энергетика будущего.

Биологическое действие ионизирующих излучений. Основные понятия радиоэкологии. Активность радионуклида. Поглощенная доза облучения. Экспозиционная доза облучения. Эквивалентная доза облучения. Радиационный фон планеты. Искусственные ис точники радиации. Проблемы радиационной безопасности.

5. Физические основы экологического мониторинга.

Физические методы наблюдения за параметрами окружающей среды.

Аэрокосмический мониторинг.

Физические основы действия очистных сооружений, аппара тов и методов переработки вторичного сырья и отходов.

3. Методические рекомендации Методологической основой реализации программы являются следующие принципы:

принцип единства живой и неживой материи: окружающий человека мир составляет макросистему, в которой природа, обще ство, человек и его культура представляют интегрированную раз вивающуюся целостность;

принцип единства обучения, воспитания и развития лично сти в процессе обучения;

интегрированный характер экологии: экология является комплексной интегративной наукой, включающей естественнона учные знания по биологии, физике, химии, географии и др.;

интеграционный характер самой физики: фундаментальные законы физики являются основой естественнонаучных и техниче ских наук.

Большое значение при изучении естественных наук имеет приобретение экспериментальных навыков. В этой связи в про грамму включены некоторые практические работы по определе нию ряда основных физических параметров природной среды, представляющих собой экологические абиотические факторы.

Предлагается также список вопросов и задач по физике экологи ческого содержания.

Реализация программы может быть осуществлена как за счет базисного, так и регионального компонентов учебного плана — в тех школах, где имеются соответствующие условия. Исполнение ее рассчитано на два года (10 и 11 классы) количество часов мо жет варьироваться.

4. Контрольные задания Перечень практических работ Практическая работа 1. Изучение абиотических факторов сре ды.

Практическая работа 2. Изучение круговорота и потоков энер гии в экосистемах.

Практическая работа 3. Влияние теплового загрязнения на мик роклимат города.

Практическая работа 4. Определение уровня шума на рабочем месте.

Практическая работа 5. Определение горизонтальной состав ляющей индукции магнитного поля Земли.

Практическая работа 6. Антропогенные экологические ката строфы.

Практическая работа 7. Изучение радоновой безопасности в разных помещениях школы, в микрорайонах города.

ЛИТЕРАТУРА 1. Алексеев С.В. Экология: Учеб. пособие для 9, 10, 11 кл.

средней шк. СПб., 1997.

2. Борискин А.Ф., Иванова Н.А. Радиационная экология: Ла бораторный практикум, задачи. 2-е изд. Нижневартовск, 2007.

3. Борискин А.Ф., Иванова Н.А. Экология в школьном курсе физики. Нижневартовск, 1999.

4. Борискин А.Ф. Физика природных явлений и процессов: В 2 ч.

Екатеринбург, 2001. Ч. 1;

2002. Ч. 2.

5. Борискин А.Ф. Физические основы экологии: Практикум для средней школы. Екатеринбург, 2002.

6. Вернадский В.И. Биосфера. М., 1975.

7. Зверев А.Т. Экология. Практикум, 10—11 кл. М., 2004.

8. Кабардин О.Ф. и др. Физика: Учеб. пособие для 10, 11 кл. / Под ред. А.А.Пинского. М., 1996;

1998.

9. Куклев Ю.И. Физическая экология. М., 2001.

10. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология. Учебное посо бие для школы. М., 1996.

11. Мизун Ю.Г. Космос и здоровье. М., 1997.

12. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей экологии. М., 2005.

13. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М., 1990.

14. Петросова Р.А. и др. Естествознание и основы экологии.

М., 1996.

15. Практикум по экологии / Под ред. С.В.Алексеева. М., 1996.

16. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994.

17. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принци пы и гипотезы). М., 1994.

18. Рыженков А.П. Физика и экология. М., 1989.

19. Старков В.Д., Мигунов В.И. Радиационная экология. Тю мень, 2003.

20. Тарасов Л.В. Физика в природе. М., 1988.

21. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М., 1976.

22. Экология ХМАО / Под ред. В.В.Плотникова. Тюмень, 1997.

23. Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики: В 2 т. М., 2004.

ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ............................................................................................ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МИНИМУМ БАЗОВЫХ ЗНАНИЙ КУРСА ГЛАВА 1. ОСНОВЫ МЕХАНИКИ............................................................. § 1.1. Взаимодействие тел. Силы в природе, законы динамики.......... § 1.2. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

Космические полеты................................................................ § 1.3. Закон сохранения и превращения энергии.

Перспективы развития возобновляемых источников энергии.................................................................. § 1.4. Вращательное движение.

Закон сохранения момента импульса....................................... § 1.5. Движение жидкости. Уравнение Бернулли.............................. § 1.6. Устойчивость механических систем.

Математические модели устойчивости движения.

Устойчивое развитие экосистем............................................... ГЛАВА 2. ОСНОВЫ МКТ.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ОТКРЫТЫХ ЭКОСИСТЕМ...... § 2.1. Вещество. Строение и качество вещества............................... § 2.2. Термодинамическая система.

Первый закон термодинамики.................................................. § 2.3. Тепловые машины и стрела времени.

Второй принцип термодинамики............................................. § 2.4. Принцип Ле Шателье—Брауна и его современное нарушение в рамках биосферы.................. § 2.5. Принцип минимума диссипации (рассеивания) энергии и принцип максимизации энергии и информации................... § 2.6. Реальные газы. Жидкости. Уравнение Ван-дер-Ваальса......... § 2.7. Температура и тепловые факторы загрязнения....................... ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ............................................ § 3.1. Электрическая активность живых организмов.

Биопотенциалы......................................................................... § 3.2. Примеры воздействия статического электричества................. § 3.3. Магнитное поле и живой организм.

Биологическое действие постоянных магнитных полей......... § 3.4. Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция........... § 3.5. Действие магнитного поля на живой организм....................... § 3.6. Постоянный и переменный ток.

Действие электрического тока на живой организм.................. § 3.7. Электромагнитное излучение.

Основные свойства электромагнитных волн......................... § 3.8. Шкала электромагнитных волн.............................................. § 3.9. Воздействие электромагнитных излучений на живой организм................................................................. ГЛАВА 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ. АКУСТИКА.

ДЕЙСТВИЕ ЗВУКОВЫХ ВОЛН НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ.................................................... § 4.1. Гармонические колебания.

Превращение энергии при колебаниях.................................. § 4.2. Звук. Характеристики звука. Инфразвук. Ультразвук............ § 4.3. Волны на воде и в атмосфере................................................. ГЛАВА 5. ОПТИКА. СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ........................................ § 5.1. Волновые свойства света....................................................... § 5.2. Оптическая активность веществ............................................ § 5.3. Элементы теории относительности....................................... § 5.4. Основы квантовой оптики...................................................... § 5.5. Фотохимическое действие света............................................ § 5.6. Экологически опасные световые факторы............................. ГЛАВА 6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ В КУРСЕ АТОМНОЙ И ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ....................... § 6.1. Основы атомной физики.

Постулаты Бора. Квантование энергии.................................. § 6.2. Лазеры.................................................................................... § 6.3. Рентгеновское излучение....................................................... § 6.4. Радиоактивный распад.

Естественная радиоактивность. Изотопы.............................. § 6.5. Искусственная радиоактивность. Деление ядер.................... § 6.6. Атомная энергетика................................................................ § 6.7. Термоядерные реакции.

Управляемые термоядерные реакции.

Энергетика будущего.............................................................. § 6.8. Применение радиоактивных изотопов.

Биологическое действие ионизирующих излучений............. § 6.9. Дозиметрические величины и единицы их измерения.......... ГЛАВА 7. ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ И ЛИТОСФЕРЫ.

КОМПЛЕКСНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ.......................................................... § 7.1. Состав и строение атмосферы.

Антропогенное воздействие на атмосферу............................ § 7.2. Источники загрязнения атмосферы....................................... § 7.3. Гидросфера. Антропогенные воздействия на гидросферу.... § 7.4. Литосфера. Экологические проблемы литосферы................. § 7.5. Комплексные экологически опасные факторы...................... § 7.6. Физические методы наблюдения за параметрами окружающей среды...................................... ГЛОССАРИЙ............................................................................................. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ. ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ Практическая работа 1.

Изучение абиотических факторов среды........................................ Практическая работа 2.

Изучение круговорота веществ и потоков энергии в экосистемах..................................................... Практическая работа 3.

Влияние теплового загрязнения на микроклимат города................ Практическая работа 4.

Определение уровня шума на рабочем месте................................. Практическая работа 5.

Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля земли................................................... Практическая работа 6.

Антропогенные экологические катастрофы.................................... Практическая работа 7.

Изучение радоновой безопасности в различных помещениях школы, в микрорайонах города.................................. ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ................................................................................ ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ............................................................................... ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ................................................................................ ПРИЛОЖЕНИЕ А...................................................................................... ПРИЛОЖЕНИЕ Б....................................................................................... ЛИТЕРАТУРА............................................................................................ Учебное издание Борискин Анатолий Федорович ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ ИНТЕГРАТИВНЫЙ КУРС Учебно-методическое пособие Редактор Л.В.Алексеева Художник обложки Л.П.Павлова Компьютерная верстка Е.С.Борзова Изд. лиц. ЛР № 020742. Подписано в печать 28.12. Формат 6084/16. Бумага для множительных аппаратов Гарнитура Times. Усл. печ. листов Тираж 500 экз. Заказ Отпечатано в Издательстве Нижневартовского государственного гуманитарного университета 628615, Тюменская область, г.Нижневартовск, ул.Дзержинского, Тел./факс: (3466) 43-75-73, Е-mail: izdatelstvo@nggu.ru

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.