|
|
|
Главная > Это интересно > Сто тысяч почему > Электричество и магнетизм > Ответы. Электричество и магнетизм 1. Грубо говоря, электрический ток, протекающий через тело человека, оказывает следующие воздействия:
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 500000 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. 2. Мясо (главным образом содержащаяся в нем вода) поглощает высокочастотное излучение, которое проникает в него на глубину порядка нескольких сантиметров, причем глубина проникновения тем больше, чем ниже частота излучения. Большинство высокочастотных печей работает на частоте 2450 МГц; волны такой частоты проникают в мясо на глубину примерно 2 см и хорошо прогревают его. Внутри печь сконструирована таким образом, что микроволны “охватывают” мясо со всех сторон. Если кусок не слишком велик, то количество излучения, доходящее до его центра со всех сторон, может оказаться больше, чем излучение, которое поглощает мясо на глубине 1 см с любой из сторон. В результате мясо внутри прожаривается быстрее, чем снаружи. Однако возможен и противоположный эффект, если кусок слишком велик или микроволны проникают в него не равномерно со всех сторон либо недостаточно глубоко. 3. Когда два материала (скажем, подошвы туфель и ковер или кошачий мех и стеклянная палочка) соприкасаются, электроны из одного из них туннелируют через поверхностный энергетический барьер в другой. Если, например, стекло соприкасается с кошачьим мехом, электроны туннелируют с поверхности стекла на поверхность меха. Поскольку ни тот, ни другой из этих материалов не является хорошим проводником, электроны могут переходить с одной поверхности на другую лишь в тех точках, где материалы плотно соприкасаются. Таким образом, чем больше поверхность контакта между материалами, тем больше будет переходить электронов. При трении одной поверхности о другую площадь контакта значительно возрастает, благодаря чему достигается переход большого числа электронов. Материал, который теряет электроны, заряжается положительно, материал, который принимает их, заряжается отрицательно. Если воздух влажный, избыточный заряд быстро переходит с материала на взвешенные в воздухе капельки воды. Уменьшению заряда могут способствовать также частицы дыма. Если же такого разряда не происходит, то при обычном контакте двух материалов может возникнуть весьма значительная разность потенциалов. Если, например, перед тем как выйти из машины, вы поерзаете на сиденье, то потенциал вашего тела может оказаться на 15 кВ выше потенциала Земли. 4. Электризация проволочных изгородей, самолетов и других металлических объектов под действием быстро летящего снега также объясняется переносом электронов. Частицы снега отдают электроны металлическим предметам, и те приобретают отрицательный заряд. 5. 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 какой-либо 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. 6. Почему при дроблении воды на капли происходит разделение зарядов, пока окончательно не выяснено. Однако еще в XIX в. Ленар показал, что более крупные капли в брызгах воды заряжены положительно, а капли поменьше — отрицательно. Поскольку большие капли оседают быстрее, в воздухе остаются отрицательно заряженные маленькие капельки, которые создают довольно значительное электрическое поле. 7. Слипание порошка может быть обусловлено силами четырех типов. Если диаметр частицы порошка меньше примерно 50 мкм, то важную роль могут играть вандерваальсовы силы (силы межмолекулярного взаимодействия). Частицы также могут удерживаться вместе кулоновскими силами электростатического притяжения между разноименными зарядами. Во влажном порошке связующую роль играет вода — здесь действуют силы поверхностного натяжения. (Однако если влажность порошка слишком высока, он просто превращается в кашу.) Наконец, если частицы порошка имеют неправильную форму, то их связывает механическое сцепление неровностей на поверхности. В современных научных исследованиях для объяснения наблюдаемых эффектов действие названных сил рассматривается на микроскопическом уровне. 8. Пузырьковый уровень заполнен диамагнитной жидкостью. Когда такую жидкость помещают в магнитное поле внутри нее создается магнитное поле противоположного направления и она выталкивается из поля. Поэтому пузырек в жидкости приближается к магниту. 9. Переменное магнитное поле, создаваемое вращающимся магнитом, возбуждает в алюминиевом диске токи, которые в свою очередь создают собственное магнитное поле. При взаимодействии этих магнитных полей возникает момент сил, действующих на диск, который заставляет диск вращаться в том же направлении, что и магнит. 10. Сначала более простое объяснение: Полярное сияние обычно возникает высоко над облаками. Полярное сияние появляется, когда быстро движущиеся частицы, испускаемые Солнцем, сталкиваются с молекулами воздуха в верхних слоях атмосферы Земли. Например, когда к молекуле кислорода вновь присоединяется электрон, оторванный от нее во время столкновения с солнечной частицей, возникает свечение зеленого цвета. Нижняя граница полярного сияния обычно находится на высоте около 100 километров, в то время как почти все облака могут существовать только ниже высоты в 10 километров. Теперь более сложное. Солнечные электроны низких энергий (порядка сотен электрон-вольт) захватываются плазменным шлейфом с противоположной Солнцу стороны Земли; при этом их энергия увеличивается до нескольких тысяч электрон-вольт, 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 же географическую широту, расположены в более низких геомагнитных широтах, поэтому там полярные сияния наблюдаются реже. Исп. литература: Физический фейерверк (Вопросы и ответы по физике) — М.: Мир, 1979 Главная > Это интересно > Сто тысяч почему > Электричество и магнетизм > Ответы. Электричество и магнетизм |
|
© Натали, Алекс и К° 2003 - 2011 г.
|
