Качественные задачи с ответами по физике к разделу"Электричество".

Качественные задачи по теме «Электричество» Поражение молнией. Молния   не   раз   поражала   людей.   Бывали   случаи,   когда   при   этом   дыхание   человека останавливалось   почти   на  20  мин,   но   затем   он   полностью   приходил   в   себя   −   у   него   не обнаруживалось никаких остаточных мозговых повреждений из­за кислородного голодания или электрического шока. Предполагается, что во время такого шока потребность мозга в кислороде   уменьшается.   Допустим,   но   разве   пораженный   молнией   человек   не   должен получить   серьезные   ожоги   и   разве   сердце   его   не   останавливается?   Как   велика   энергия, которая воздействует на человека, ставшего жертвой молнии? Ответ: Когда через тело человека проходит значительный ток, смерть может наступить от внутренних ожогов. Но если одежда и кожа мокрые, то разряд молнии может и не проникнуть в тело: основная часть тока пройдет по слою воды на поверхности кожи. В этом случае у человека в результате электрического шока могут прекратиться сердечная деятельность и дыхание. Однако вовремя сделанное энергичное искусственное дыхание быстро возвращает человека к жизни. Нередко человека поражает не прямой удар молнии, а ответвленные по земле токи или вторичный разряд от предмета, в который попала молния. Утверждают даже, что большинство жертв молнии погибают только потому, что их слишком рано начинают считать умершими. Поэтому людям при поражении молнией, как и при любом поражении электрическим током, следует немедленно оказывать помощь.  Огни Святого Эльма. Огонь   св.   Эльма   −   довольно   продолжительный   светящийся   разряд,   который   во   время грозы   можно   увидеть   на   корабельных   мачтах,   на   концах   крыльев   самолета   и   даже   на кустарниках.  Голубое,   зеленое  или   фиолетовое  свечение   сопровождается  потрескиванием. Чем вызвано это свечение и почему оно имеет именно такой цвет? «Когда воздух сильно наэлектризован, проводники в горах любят изображать из себя Тора, размахивая ледорубом над   головой.   Металлические   части   ледоруба   создают   чудеса   электрической   пиротехники. Если держать геологический молоток в одном положении, из него вылетают длинные горячие искры, если же его повернуть на 90°, искры исчезают... Нередко, чтобы определить, заряжен ли воздух, над головой поднимают палец. Если воздух заряжен, из кончика пальца вылетают   издавая   звук, искры, свинины». Приведем еще один пример таких необычных разрядов: во время грозы  из вершин песчаных   напоминающий   шипенье   жарящейся     дюн   часто   вылетают   электрические   искры   длиной   в   несколько   метров.   Такие   искры,   по­ видимому, должны быть как­то связаны с уносимым ветром песком. Но как именно? Свечение   в   Андах.   Одиночные   вспышки   света   и     продолжительное   свечение   порой возникают над вершинами некоторых горных хребтов. Этот свет «не только обволакивает горные вершины, но и образует светящиеся столбы, которые можно видеть с открытого моря за многие мили». Эти загадочные огни часто называют «свет Анд», но это не значит, что их можно   увидеть   только   в   Андах.   Чем   вызвано   такое   свечение?   Огнями   св.   Эльма, возникающими в различных местах горной вершины? Но огни св. Эльма обычно не превышают по высоте  нескольких  сантиметров.  Как же можно их  увидеть  на расстоянии нескольких миль? Ответ: Огни св. Эльма и свет Анд − это примеры коронного разряда, который возникает, когда электрическое поле вокруг предметов (обычно остроконечных) становится настолько большим,   что   происходит   электрический   пробой   воздуха.   Свет   Анд   представляет   собой особенно сильный коронный разряд, природа которого до конца еще не исследована. Огни св. Эльма наблюдаются также на самолетах, летящих сквозь полосу дождя или снега. Почему удар молнии так опасен для лежащего на земле человека и для коровы? Если   вас   застигнет   гроза,   не   следует   укрываться   под   деревом.   Кроме   того,   нужно укрыться   так,   чтобы   ваша   голова   находилась   ниже   окружающих   предметов.   Чем   опасны деревья?   Разве   вы   не   находитесь   в   безопасности,   если   стоите   в   некотором   отдалении   от ствола? Можно ли при грозе ложиться на землю? Голова при этом, конечно, будет находиться на минимально возможной высоте; но не возникает ли при этом какая­то другая опасность? Молния нередко поражает коров. Это связано не только с тем, что коровы обычно находятся на открытом воздухе, а в грозу укрываются под деревьями, но и с тем, что задние ноги коровы далеко отстоят от передних. В этом у них есть нечто общее с человеком, лежащим на земле. Почему удар молнии так опасен для лежащего на земле человека и для коровы? Ответ: Попадая в землю, ток разряда молнии разветвляется и отчасти расходится по  поверхности земли. Если корова стоит, то значительный ток может ответвиться в ее передние  ноги и затем выйти из тела через задние ноги − корова пострадает от молнии. Если вас  застигнет гроза, не ложитесь на землю: при близком разряде молнии между головой и ногами  может возникнуть смертельно опасная разность потенциалов. Поскольку стоять тоже опасно,  лучше всего присесть на корточки: так и голова будет достаточно низко, и площадь контакта  с землей минимальна. При уменьшении площади контакта с землей снижается и максимально  возможная разность потенциалов между разнесенными участками контакта, так что  ответвляющийся в тело ток оказывается минимальным. Почему молния не причиняет вреда ни транспорту, ни пассажирам? Удары молнии в самолет случаются довольно часто, однако лишь изредка они причиняют какие­либо  серьезные повреждения − разве что несколько мелких отверстий в фюзеляже. Автомобили, автобусы и другие транспортные средства тоже не страдают от ударов молнии. Вскоре после старта в космический корабль «Аполлон­12» ударили две молнии, не причинив никакого   ущерба   ни   кораблю,   ни   его   экипажу.   Почему   молния   не   причиняет   вреда   ни транспорту,   ни   пассажирам?   Более   того,   пассажиры   могут   вовсе   не   заметить   молнии.  самолета может предвидеть удар молнии, обратив внимание на Внимательный пассажир   резкое   усиление   огней   св.   Эльма   на  концах   крыльев   и   других   остроконечных   предметах. Светящиеся полосы могут достигать 3 − 5 м в длину и 15 см в ширину. Ответ:   Высокочастотный   ток   молнии   не   проникает   в   глубь   металлического   корпуса автомобиля,   самолета   и   т.   д.,   а   течет   по   поверхности.   Поэтому,   если   только   молния   не попадет в бак с горючим и не вызовет его взрыва, пассажиры вообще могут не заметить разряда.  Как выглядит шаровая молния? Уже из самого названия следует, что эта молния имеет форму шара и, следовательно, совершенно не похожа на обычную (линейную) молнию. Строго говоря, ее форма всего лишь близка   к   шару;   молния   может   вытягиваться,   принимая   форму   эллипсоида   или   груши,   ее поверхность может колыхаться. Небольшое   число   наблюдателей   (0,3   %)   утверждают,   что   встретившаяся   им   шаровая молния имела форму тора. С учетом всех замечаний будем считать, что шаровая молния − это шар или почти шар. Он светится   −   иногда   тускло,   а   иногда   достаточно   ярко.   Яркость   света   шаровой   молнии сравнивают с яркостью света 100­ваттной лампочки. Чаще всего (примерно в 60 % случаев) шаровая молния имеет желтый, оранжевый или красноватый цвет. В  20 %  случаев − это белый шар, в 20 % − синий, голубой. Иногда цвет молнии изменяется во время наблюдения. Перед угасанием молнии внутри нее могут возникать темные области в виде пятен, каналов, нитей.   Как правило, шаровая молния имеет достаточно четкую поверхность, отграничивающую вещество молнии от окружающей ее воздушной среды. Это типичная граница раздела двух разных фаз. Наличие   такой   границы   говорит   о   том,   что   вещество   молнии     находится   в   особом фазовом состоянии. В отдельных случаях на поверхности молнии начинают плясать язычки пламени,  из нее выбрасываются  снопы искр. На рисунках показаны две шаровые молнии: молния с четкой поверхностью и сильно искрящая («фейерверочная»). Диаметр шаровых молний  находится в диапазоне от долей сантиметра до нескольких    метров. Чаще всего встречаются молнии диаметром 15...30 см.   Обычно шаровая молния особенно когда она искрит.  движется бесшумно. Но может издавать шипение или жужжание −  Шаровая молния может    двигаться по весьма причудливой траектории. Вместе с тем в ее Поведение шаровой молнии.       определенные обнаруживаются движении закономерности.  Во­первых,   возникнув   где­то   вверху,   в   тучах,   она   опускается   поближе   к   поверхности земли. Во­вторых,   оказавшись   у   поверхности   земли,   она   движется   далее   почти горизонтально,   обычно   повторяя   рельеф   местности.  В­третьих,   молния,   как   правило, обходит,   огибает   проводящие   ток   объекты   и,   в   частности,   людей.  В­четвертых,   молния обнаруживает помещений.   «желание» проникать   явное     внутрь   Когда молния плавает над поверхностью земли (обычно на  высоте метра или несколько больше),   она   напоминает   тело,   находящееся   в   состоянии   невесомости.   По­видимому,   вещество молнии имеет почти такую же плотность, что и воздух. Точнее, молния немного тяжелее воздуха − недаром она, в конечном счете, всегда стремится опуститься вниз. Ее плотность составляет  (1...2) × 103  г/см3. Разницу между силой  тяжести и выталкивающей (архимедовой) силой компенсируют конвекционные воздушные потоки, а также сила, с какой действует на молнию атмосферное электрическое поле. Последнее обстоятельство является весьма  важным.  Как известно, человек  не имеет  органов, реагирующих  на напряженность электрического поля. Иное дело шаровая молния. Вот она обходит железный вагончик по периметру, огибает наблюдателя или груду металла, копирует в своем движении рельеф местности − во всех этих случаях она перемещается вдоль эквипотенциальной поверхности. Во время грозы земля и объекты на ней заряжаются положительно, значит, шаровая молния, обходящая объекты и копирующая   рельеф,   также   заряжена   положительно.   Если,   однако,   встречается   предмет, заряженный   отрицательно,   молния   притянется   к   нему   и   скорее   всего   взорвется. С   течением   времени   заряд   в   молнии   может   изменяться,   и   тогда   меняется   характер   ее движения.  Одним  словом,  шаровая  молния  очень  чутко  реагирует  на  электрическое   поле   вблизи поверхности земли, на заряд, имеющийся на объектах, которые оказываются на ее пути. Так, молния стремится переместиться в те области пространства, где напряженность поля меньше; этим можно объяснить частое появление шаровых молний внутри помещений.  помещение сквозь щели и Вызывает удивление способность шаровой молнии проникать в   отверстия, размеры которых много меньше размеров самой молнии. Так, молния диаметром 40 см  может пройти сквозь отверстие диаметром всего в несколько миллиметров. Проходя сквозь   малое   отверстие,   молния   очень   сильно   деформируется,   ее   вещество   как   бы переливается   через   отверстие.   Еще   более   удивительна   способность   молнии   после прохождения   сквозь   отверстие   восстанавливать   свою   шаровую   форму   (рис.).  способность шаровой молнии сохранять форму шара, так Следует обратить внимание на   как   это   явно   указывает   на   наличие   поверхностного   натяжения   у   вещества   молнии. Скорость движения 1...10 м/с. За ней нетрудно следить. Внутри помещений   молния  может   на  некоторое   время  даже   останавливаться,   зависая  над  полом.  шаровой молнии невелика:    Живет шаровая молния примерно от 10 с до 1 мин. Меньше живут очень маленькие молнии (диаметром   порядка   сантиметра   и   меньше)   и   очень   большие   (диаметром   около   метра   и больше).  Наиболее  долго  живут  молнии 10...40 см.  Существуют   три  разных способа   прекращения   существования   молнии.   Чаще   всего   (в  55   %  случаев)   молния   диаметром     взрывается.   В  30   %  случаев   молния   спокойно   угасает   (из­за   нехватки   запаса   энергии, накопленной   в   ней).   В  15  %  случаев   внутри   молнии   развиваются   неустойчивости,   и   она распадается   на   части.   Маленькие   молнии   обычно   угасают   («сгорают»);   большие «предпочитают» распадаться на части. Вообще надо  сказать, что в поведении шаровой молнии немало коварства. Мы не знаем, обойдет она тот или иной объект или, напротив, притянется к нему. Неизвестно, взорвется   она или спокойно угаснет. Наконец, можно лишь гадать, в какой именно момент произойдет взрыв. Ну а если взрыв все же происходит, то, спрашивается, насколько он разрушителен? Это определяется, очевидно, запасом энергии молнии.   Как возникает шаровая молния? В подавляющем большинстве случаев (более  90 %) шаровая молния возникает в период грозовой   активности,   когда   наблюдаются   обычные   молнии   и   когда   напряженность атмосферного   электрического   поля   особенно   велика.   Но   есть   отдельные   сообщения   о появлении шаровой молнии и в ясную погоду. Вопрос о том, как возникает  шаровая молния, является, пожалуй, наиболее сложным и неясным. К сожалению, не так уж много людей оказалось свидетелями ее возникновения. В   большинстве своем наблюдатели утверждают, что шаровая молния возникла либо сразу после разряда,   что   бывает   реже.   либо   перед   разрядом   обычной   молнии, Как именно рождается  шаровая молния при разряде обычной молнии? На этот счет ничего определенного сказать пока нельзя. Имеются лишь разные предположения. Можно, например,   предположить,   что   шаровая   молния   возникает   в   момент,   когда   спускающийся   из   тучи ступенчатый   лидер   встречается   в   нескольких   десятках   метров   над   землей   со   встречным лидером (рис.а). Возможно также, что шаровая молния возникает в месте особенно резкого излома обычной молнии (рис.б) или в том месте, где произошло ее раздвоение (рис.в). Нельзя не принимать во внимание и сообщения, что шаровая молния возникла из земли или воды в том месте, которое было   только   что   поражено   обычной   молнией   (рис.г)   Наконец,   шаровая   молния   может родиться при электрическом разряде между тучами (рис.д). Понятно, что во всех этих    случаях шаровая молния образуется за счет энергии разряда обычной молнии. А как быть с теми случаями (о них пишут некоторые очевидцы), когда шаровая   молния   выскакивает   из   телефонных   аппаратов,   электрических   розеток   и   т.   д.   ? Можно предположить, что она возникает за счет энергии разряда обычной молнии, которая подводится к телефонному аппарату или розетке по подключенным к ним проводам.  «Блюз» высоковольтной линии. Для   того   чтобы   более   эффективно   передавать   электрическую   энергию,   некоторые электрические компании строят «сверхвысоковольтные» линии электропередачи  765000 В). Может   быть,   в   общем,   такие   линии   целесообразны,   но   живущим   вблизи   них   людям   они доставляют массу неприятностей. Эти линии часто докучают тем, что светятся в темноте небесно­голубым светом и заставляют таинственно светиться выключенные люминесцентные лампы. Еще неприятнее то, что многие люди, прикасаясь к металлическим предметам вблизи сверхвысоковольтных   линий,   получают   электрические   удары.   «Недавно   проведенное исследование показало, что члены 18 семей, проживающих вблизи линии электропередачи компании   «Огайо   Пауэр»,   не   раз   получали   электрические   удары   при   прикосновении   к сельскохозяйственному   оборудованию,   проволочным   изгородям   и   даже   мокрым   бельевым веревкам.   Две   женщины   жаловались,   что   их   ударило   током   в   туалете.   Другие   жалобы касались плохого приема телевидения и шипящего звука электрических разрядов. Раглз, по территории фермы которого проходит линия электропередачи, сказал: «Клянусь богом, мы будто Почему прикосновение к живем       водопадом».  предметам, находящимся вблизи такой высоковольтной линии, рядом   с   может   привести   к   электрическому   удару?   Я   слышал,   что   некоторые   люди   запускают электромоторы,   присоединяя   их   к   антеннам,   тайком   устроенным   вблизи   высоковольтных линий. Действительно ли таким способом можно получать электроэнергию? Ответ:   Переменный   ток   высокого   напряжения   индуцирует   переменный     ток   в близлежащих   металлических   предметах.   Человек   может   получить   электрический   удар, неосторожно прикоснувшись к такому предмету и таким образом заземлив его. Электрическое поле Земли. Основной вопрос, конечно, состоит в том, почему вообще возникает молния. В результате чего создается электрическое поле между землей и облаками? На открытом воздухе разность потенциалов   между   кончиком   вашего   носа   и   ногами   составляет  200   В.   Почему   же   вы, несмотря на это, не получаете электрического удара? Может ли такое электрическое поле питать электрический двигатель? (В некоторых случаях − может.) Ответ: Электрическое поле Земли, которое существует между отрицательно заряженной земной поверхностью и положительно заряженной верхней атмосферой, могло бы разрядиться примерно   менее   чем   за  5   мин  благодаря   непрерывной   ионизации   молекул   воздуха   под действием   космического   излучения   и   естественной   радиоактивности   Земли.   Часть электронов, возникающих в результате ионизации, проходит в верхний слой атмосферы, где (на высоте примерно  50 км) проводимость настолько высока, что этот слой можно считать сферическим   проводником.   Приходящие   сюда   электроны   нейтрализуют   положительный заряд. Соответственно положительные  ионы, опускаясь вниз, нейтрализуют отрицательный заряд земной поверхности. Общий ток ионизации составляет примерно 1800 А, поэтому для разряда Земли и верхней атмосферы понадобилось бы лишь несколько минут. Однако этого не происходит, поскольку в результате грозовой активности существует постоянный приток электронов   к   Земле.   Разность   потенциалов   между   поверхностью   Земли   и   вашим   носом действительно могла бы достигать 200 В, но человеческое тело достаточно хорошо проводит электрический ток, поэтому оно имеет примерно одинаковый потенциал. Красивое и небезопасное явление природы − молния − представляет собой    искровой разряд в атмосфере. Уже   в   середине   XVIII   в.   обратили   внимание   на   внешнее   сходство   молнии   с электрической   искрой.   Высказывалось   предположение,   что   грозовые   облака   несут   в   себе   большие электрические заряды и что молния есть гигантская искра, ничем, кроме размеров, не   отличающаяся   от   искры   между   шарами   электрической   машины.   На   это   указывал, например,   М.   В.   Ломоносов   (Михаил   Васильевич   Ломоносов   (1711   −   1765   г.)   − основоположник русской науки, великий русский физик и химик, член Российской Академии наук и основатель первого в России Московского университета.), наряду с другими научными вопросами электричеством. занимавшийся атмосферным       Это   было   доказано   на   опыте   (в   1752 работавшими одновременно         −  1753   гг.)   М.   В.   Ломоносовым   и   Франклином), и друга. независимо, друг от           извлекать   Ломоносов построил «громовую машину» −  конденсатор, находившийся в его лаборатории и   заряжавшийся   атмосферным   электричеством  посредством  провода,   конец  которого  был выведен из помещения и поднят на высоком шесте. Во время грозы из конденсатора можно искры. было рукой        снабжен железным острием; Франклин во время грозы пустил на бечевке змея, который был к нижнему концу бечевки был привязан дверной ключ. Когда бечевка намокла и сделалась проводником электрического тока, Франклин смог извлечь из ключа электрические искры, зарядить   лейденские   банки   и   проделать   другие   опыты,   производимые   с   электрической машиной). Таким образом, было    показано, что грозовые облака действительно сильно заряжены электричеством. Разные части грозового облака несут заряды различных знаков. Чаще всего нижняя   часть   облака   (обращенная   к   земле)   бывает   заряжена   отрицательно,   а   верхняя   − положительно. Поэтому, если два облака сближаются разноименно заряженными частями, то между   ними   проскакивает   молния.   Однако   грозовой   разряд   может   произойти   и   иначе. Проходя   над   землей,   грозовое   облако   создает   на   ее   поверхности   большие   индукционные заряды,   и   поэтому   облако   и   поверхность   земли   образуют   две   обкладки   большого конденсатора. Разность потенциалов между облаком и землей достигает огромных значений, измеряемых сотнями миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное электрическое поле. Если напряженность этого поля делается достаточно большой, то может произойти пробой, т. е. молния, ударяющая в землю. При этом молния иногда поражает людей и вызывает пожары зданий. Согласно   многочисленным   исследованиям,   произведенным   над   молнией,   искровой   разряд в молнии характеризуется следующими примерными числами:   100 000 A.  тока в молнии −  Напряжение между облаком и землей −    100 000 000 B. Сила Продолжительность молнии −    10−6 c. Диаметр светящегося канала −    10 − 20 см. Гром, возникающий после молнии, имеет такое же происхождение, как и  треск при проскакивании   лабораторной   искры.   Именно,   воздух   внутри   канала   молнии   сильно   разогревается и расширяется, отчего и возникают звуковые волны. Эти волны, отражаясь от облаков, гор и т. п., часто создают длительное эхо − громовые раскаты.    Почему в северной Канаде северное сияние бывает чаще, чем в Сибири? Северное сияние. «С наступлением темноты чуть раньше или позже на северном горизонте возникает слабая прозрачно­белая световая дуга, центр которой иногда бывает несколько смещен к востоку. Дуга   медленно   поднимается   по   небосклону   и   становится   ярче,   постепенно   приобретая бледный желто­зеленый цвет, напоминающий нежный цвет растения, проросшего в темноте. По мере того как дуга поднимается, ее концы на горизонте расходятся к западу и востоку. Ширина такой дуги раза в три больше, чем ширина радуги. Нижний край ее обычно очерчен более резко, чем верхний. Медленно, почти незаметно она движется к зениту. Вслед за первой дугой нередко появляется вторая, а иногда их возникает три, четыре, пять и даже больше. Они поднимаются вместе, некоторые из них могут пересечь зенит и пройти в южную часть неба.   Часто   этим   все   и   ограничивается;   но   бывают   ночи,   когда   северное   сияние   через некоторое время переходит в новую фазу, гораздо более разнообразную и активную. Переход от первой фазы ко второй может произойти быстро, даже неожиданно. Дуга становится уже и начинает   испускать   лучи;   затем   она   изгибается,   образуя   мелкие   складки.   Дальше   она превращается   в   непрерывно   меняющуюся   неправильной   формы   широкую   лучистую  ленту, которая, точно огромный занавес, закрывает небо. Она может оставаться желто­зеленой, но иногда на нижнем крае ее образуется пурпурно­красная полоска, которая то исчезает, то возникает   вновь.   Изредка   появляются   яркие   зеленые,   фиолетовые,   голубые   цвета.   Порой кажется, что лучи стремительно, как пущенные сверху стрелы, падают вниз. Временами вдоль лучей   или  вдоль  ленты   происходит   какое­то  движение.  Вдруг   «занавес»   начинает   быстро колыхаться  в небе, словно под порывами  ветра; он может неожиданно исчезнуть и вновь появиться в том же или в другом месте. Это величественное зрелище продолжается долгие минуты и даже часы, непрестанно меняя форму, положение, цвет, яркость. Иногда огромную ленту сияния можно увидеть почти прямо над собой. Выходящие из ее разных частей лучи сходятся   вместе,   образуя   так   называемую   корону.   Нередко   такая   корона   быстро   меняет форму, ее лучи вспыхивают со всех сторон или кружатся вокруг центра. Под конец северное сияние  принимает  совершенно  фантастические  формы:  это  уже   не  полотнища  и  ленты,   а множество   разбросанных   по   всему   небу   маленьких   ленточек,   которые   попеременно вспыхивают   и   гаснут.   В   иные   ночи   небо   покрывается   мягкими   пушистыми   «облачками», похожими на обычные рваные облака, которые появляются и исчезают в считанные секунды. И наконец, небо становится чистым — сияние пропадает. Но затем все может начаться снова и   продолжаться   до   тех   пор,   пока   восходящее   солнце   не   затмит   мягкий   свет   северного сияния». Природа северного сияния еще не разгадана полностью, но, может быть, вы в общих чертах попытаетесь объяснить, как оно образуется. Почему возникают цвета и волнообразные структуры? Почему северное сияние гораздо чаще наблюдается в высоких широтах? Почему в северной Канаде сияния бывают чаще, чем, например, в Сибири, расположенной на той же географической широте?  Ответ:   Солнечные   электроны   низких   энергий   (порядка   сотен   электрон­вольт) захватываются плазменным шлейфом с противоположной Солнцу стороны Земли; при этом их энергия   увеличивается   до   нескольких   тысяч   электрон­вольт,   и   они   входят   в   атмосферу вблизи   магнитных   полюсов   Земли   (которые   несколько   смещены   относительно географических) вдоль силовых линий земного магнитного поля. Эти высокоэнергетические электроны возбуждают при столкновениях молекулы азота и атомы кислорода в некоторой овальной области вокруг магнитных полюсов. Возбужденные атомы кислорода, находящиеся на   высоте  100  −  150 км,   излучают   яркий   зеленый   свет.   На   больших   высотах   атомарный кислород излучает красный свет. Молекулы азота также излучают красный свет. Эти цвета наблюдаются   в   овальных   областях   вокруг   магнитных   полюсов   на   геомагнитных   широтах около  70°.   Поскольку   северный   геомагнитный   полюс   находится   на   территории   Канады, полярное сияние наблюдается на юге Канады и на севере США. Области Сибири, имеющие ту   полярные     же географическую широту, расположены в более низких геомагнитных широтах, поэтому там реже. Координаты северного магнитного полюса −    75° с.ш. и 261° в.д.; южного −  66,5° ю.ш. и 140° в.д. наблюдаются сияния   Автомобильная антенна. Почему   антенны   автомобильных   радиоприемников   устанавливаются   снаружи   и,   как правило, вертикально? А можно ли установить антенну на ветровом стекле?  Ответ:   Антенны   АМ­радиостанций   расположены   вертикально.   Если   автомобильный приемник   принимает   прямой   сигнал   станции,   то   электрическое   поле   в   этой   радиоволне поляризовано вдоль передающей антенны, то есть вертикально. Для того чтобы мощность принимаемого сигнала была максимальна, приемная антенна тоже должна быть вертикальной. Цепи на бензовозах. Почему к бензовозам раньше прикрепляли цепи, которые волочились по земле? Следует ли приделывать такую цепь к легковому автомобилю? Ответ: Шины, соприкасаясь с дорогой, приобретают отрицательный заряд. Так как шины вращаются и поэтому заряжаются довольно равномерно, создаваемое ими электрическое поле будет   отталкивать   электроны   металлических   рамы   и   кузова.   В   результате   металлические части автомобиля, близкие к шине, окажутся заряженными положительно. Между какой­либо из этих частей автомобиля и оказавшимся по соседству заземленным или противоположно заряженным предметом может проскочить искра. В большинстве случаев эта искра не опасна. Однако в бензовозе  такая искра  может воспламенить  пары  бензина. Раньше к бензовозам прикрепляли волочащиеся по земле цепи, полагая, что они снимают с машины электрический заряд. Действительно, часть электронов стекала бы по этим цепям в землю, но автомобиль не становился бы при этом электрически нейтральным. Напротив, он приобретал положительный заряд, и искры все равно могли возникать. Что именно происходит с вами, когда вы прикасаетесь к проводу, который находится под напряжением? Что поражает вас и может даже убить? Напряжение? Ток? То и другое? Получаете ли вы ожог? Нарушается ли у вас сердечный ритм? Как степень опасности зависит от частоты тока? Почему,   в   частности,   утверждают,   что   ток   промышленной   частоты  50   Гц,   которым пользуются в Европе, менее опасен, чем ток принятой в США частоты 60 Гц? Действительно ли   постоянный   ток   опаснее,   чем   переменный,   или   все   зависит   от   обстоятельств? Возможно, прикоснувшись к токонесущему проводу, вы не  погибнете сразу, но если вы будете долго держать его, то это в конце концов может привести к смерти: со временем   электрическое сопротивление вашего тела уменьшается, и поэтому величина протекающего через вас тока может приблизиться к некоему критическому значению. Почему сопротивление тела меняется со временем? Ответ: Грубо говоря, электрический ток, протекающий через тело    человека, оказывает следующие менее воздействия:    0,01   А  −   либо   совсем   не   ощущается,   либо   ощущается   очень   слабо;   0,02 А − вызывает болезненные ощущения, иногда рука как бы притягивается к проводу; 0,03 А − нарушает дыхание; 0,07 А − сильно затрудняет дыхание; 0,1 А − вызывает фибрилляцию сердца, что нередко приводит к смерти; более    0,2 А − вызывает сильный ожог и останавливает дыхание. Как это ни странно, смертельный исход чаще всего вызывает ток в диапазоне 0,1 − 0,2 А, так как при этом возникают беспорядочные неконтролируемые сокращения сердечной мышцы (фибрилляция) и нарушение кровообращения, что быстро приводит к смерти. При силе тока более  0,2 А  сердце просто останавливается, но если пострадавшему своевременно оказать помощь,   сердечный   ритм   восстанавливается.   Фибрилляцию   же   можно   остановить   только хорошо рассчитанным повторным электрическим шоком. Поэтому ток в диапазоне 0,1 − 0,2 А опаснее, чем более сильный. Величина   тока,     проходящего   через   тело   человека,   зависит   от   сопротивления   кожи, которое обычно изменяется в пределах от  1000 Ом  (влажная кожа) до  500 000 Ом  (сухая кожа).   Сопротивление   тканей   тела   значительно   меньше:  100   −   500   Ом.   Когда   человек касается   провода,   находящегося   под   напряжением   выше   примерно  240   В,   ток   пробивает кожу. Если по проводу течет ток, величина которого еще не смертельна, но достаточна для того,  чтобы  вызвать  непроизвольное  сокращение  мышц руки  (рука  как  бы  «прилипает»   к проводу), то сопротивление кожи постепенно уменьшается, и в конце концов ток достигает смертельной   для   человека   величины   в  0,1   А.   Человеку,   попавшему   в   такую   опасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь, стараясь «оторвать» его от провода, не подвергая при этом опасности себя.