Научная жизнь кометы

Работа с текстом

1.1. Прочитайте рассказ о кометах и ответьте на вопросы.

В Солнечной системе кроме больших и малых планет существуют и другие небесные тела. Прежде всего это кометы, которые еще называют хвостатыми звездами. Ядро кометы представляет собой глыбу загрязненного льда неправильной формы с размерами от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Ядро окружает голова кометы, поперечник которой составляет тысячи километров, за головой тянется хвост, протягивающийся на миллионы километров.

В 60-х годах XIX в. московский ученый Федор Александрович Бредихин предположил, что голову и хвост кометы образуют частички газа и пыли, выбрасываемые с поверхности ядра кометы. Эти газ и пыль потоком, как бы от взрыва, направляются из ядра сперва в сторону к Солнцу, а затем идут обратно от него под действием какой-то отталкивательной силы. Эта сила как бы затормаживает движение к Солнцу вещества комет, а затем заставляет его двигаться в обратную сторону со все большей и большей скоростью.

Еще в начале XVII в. астроном Иоганн Кеплер понял, что их хвосты отклоняются под действием солнечного света. Он предположил, что можно создать космические корабли, которые будут передвигаться в пространстве под парусами и в настоящее время есть американские и русские проекты для межзвездного зонда, который будет оснащен сверхтонким парусом размером около полукилометра. Зонд будет двигаться под действием солнечного света.

Вопрос №1. Противоречат ли идеи Кеплера теории Бредихина? Ответ обоснуйте

Вопрос №2. Как вы полагаете, каким лучше сделать парус – прозрачным, черным или серебристым? Почему?

Вопрос №3. Исаак Ньютона в начале XVIII в. предположил, что свет представляет собой поток частиц. Как бы вы объяснили отклонение хвоста комет с точки зрения гипотезы Ньютона?

Вопрос №4. Начало XX в. ознаменовалось новым открытием: профессор московского университета Петр Николаевич Лебедев доказал, что лучи света не только освещают предмет, но и давят на него. Прибор Лебедева представлял собой прозрачный сосуд, из которого тщательно выкачивался воздух. В сосуде на тонкой нити подвешивались тонкие и легкие крылышки: одни с зачерненной, а другие с зеркальной поверхностью. Оказалось, что давление на зеркальную поверхность примерно в два раза больше, чем на зачерненную. Как бы последователь Ньютона мог объяснить это явление?

Вопрос №5. Ваня, прочитавший рассказы о кометах и опытах Лебедева сделал неожиданный вывод. Он попытался доказать, что молекулы газа подобны упругим шарам, которые отскакивают от стенок сосуда.

Попробуйте найти аргументы в защиту Вани. Если он прав, можно ли предположить, как изменится давление газа, состоящего из «прилипчивых» молекул.

1.2. Определение скоростей движения молекул (опыт Штерна).

Чтобы объяснить основную идею, которая легла в основу установки Штерна, рассмотрим стрельбу по движущимся мишеням (рис.1).

Если стрелять из пулемета так, чтобы ствол пулемета был направлен на движущуюся мишень, то пули будут ложиться сзади мишени. Это отклонение места попадания от цели будет тем больше, чем быстрее движется мишень и чем меньше скорость пули. Поэтому, когда стреляют по движущейся мишени, то целятся не в мишень, а в точку впереди неё. Если знать расстояние до мишени, скорость пули и скорость мишени, можно определить точку прицеливания.

Рис. 2

Аналогичное устройство прибора, используемого в опыте Штерна, схематически представлено на рис. 2. Прибор состоит из трубочки А, в которой электрическим током нагревается металл – серебро. Серебро испаряется, его частицы разлетаются во все стороны и попадают на цилиндр В. Щель в цилиндре В выделяет направленный пучок частиц, который попадает на стенку С. Стенку С специально охлаждают, чтобы частицы «прилипли» к ней, образуя налет серебра. Сперва, прибор покоится, и налет серебра образуется в точке М. Затем цилиндры В и С вместе с печкой А начинают быстро вращать вокруг оси, проходящей через А и перпендикулярной к плоско­сти чертежа. Когда прибор приводят во вращение, молекулы попадают уже не в точку М, а в точку N, лежащую позади нее.

Вопрос №1. Заполните таблицу, проведя аналогию между этими двумя экспериментами:

Стрельба по движущейся мишени	Опыт Штерна
Пуля
Пулеметная лента
Ствол пулемета
Мишень

Вопрос №2. Какие измерения следует провести, чтобы вычислить скорость частиц серебра?

Вопрос №3. В опытах Штерна налет серебра при покоящемся приборе получается в виде узкой полоски, повторяющей контуры щели. При вращаю­щемся приборе налет заметно размывается и получается серебряный след разной толщины (см. рис. 2). Какие причины могут привести к такому размыванию налета серебра?

Вопрос №4. Как изменятся результаты опыта, если скорость частиц серебра увеличится?

1.3. Схематизация текста

В книге Лукреция «О природе вещей» есть такие слова:

«Видел в вещах ты не раз, что одна тяжелей, чем другая

При одинаковом объеме их тел. Отчего б это было?»

Какие величины, в переводе на физический язык, сравнивает Лукреций? Как бы вы ответили на вопрос Лукреция?

Ученики Аня и Боря по-разному ответили на вопрос Лукреция. Аня считает, что масса тела определяется только количеством частиц, а Боря считает, что масса тела определяется только массой частицы.

Оцените объяснения Ани и Бори _______________________________________________

Аня и Боря проиллюстрировали свои позиции с помощью плакатов:

Плакат № ____ сделала Аня, а плакат № _____ сделал Боря.

Расшифруйте обозначения, которые использовали ребята.

Вера приняла участие в дискуссии. Она считает, что масса тела и количеством частиц, и массой одной частицы. Помогите Вере подготовить свой плакат №3. Могут ли два тела иметь одинаковую плотность, если массы их частиц различные? _________________________

Напишите, при каких условиях m₁>m₂ с точки зрения Ани, Бори и Веры.

Аня
Боря
Вера

Дата добавления: 2015-06-29