|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 Физические основы интерпретации гравитационных аномалий |
  |
|
| Физические основы интерпретации гравитационных
аномалий
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Аномальное гравитационное поле отражает суммарное
действие гравитирующих масс, расположенных на различных глубинах в земной коре
и верхней мантии. Поэтому для однозначного решения вопроса о природе аномалий
необходимо уметь разделять гравитационные поля на региональные, создаваемые
глубоко залегающими массами, и локальные, вызванные местными геологическими
неоднородностями разреза. В частности, для исключения высокочастотного
локального фона пользуются различными методами пересчета аномального поля в
верхнее полупространство, т.е. наблюдатель как бы удаляется от объекта
возмущений. В результате таких операций мелкие неоднородности поля сглаживаются
и остается низкочастотный региональный фон, обусловленный действием глубоко
залегающих гравитирующих масс. |
|
| Принципы изостазии |
|
|
| Принципы изостазии
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Наблюдения силы тяжести на земной поверхности
показали, что горные массивы притягивают гораздо слабее, чем следовало бы, если
исходить из расчетов притяжения видимыми массами. С другой стороны, впадины
океанов должны создавать меньшие аномалии вследствие недостатка масс по
сравнению с возвышенностями суши. Однако и здесь оказалось, что наблюдаемые
аномалии значительно выше расчетных.
Эти факты привели к созданию в конце прошлого века
теории изостазии, которая была изложена почти одновременно и независимо друг от
друга в 1851 г. английскими геодезистом Праттом и в 1855 г. астрономом Эри.
Напомним основные ее положения: согласно теории изостазии, отдельные глыбы
земной коры находятся в гидростатическом равновесии и как бы плавают в вязкой
массе подстилающей магмы. При этом избыток масс на поверхности компенсируется
недостатком их внизу.
По теории Пратта блоки коры имеют разную плотность и
высоту. |
|
| Потенциал силы тяжести |
|
|
| Потенциал силы тяжести
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Сила тяжести g, определяемая по формуле (IV.5),
является векторной величиной. Для решения многих задач гравиметрии удобно
пользоваться скалярной величиной V, определяемой из выражения
. (IV.11)
Сила тяжести связана с величиной V соотношением
, (IV.12)
т. е. является проекцией по направлению действия силы.
Функция, удовлетворяющая условиям (IV.12) и (IV.11), называется потенциалом
силы тяжести.
Полный потенциал силы тяжести W, очевидно, будет
представлять сумму скалярных величин V и U, характеризующих потенциалы
притяжения и центробежной силы:
;
; (IV.13)
.
Выражение
W = const
(IV.14)
определяет эквипотенциальную поверхность, или
поверхность равного потенциала, в каждой точке которой величина силы тяжести
направлена по нормали: .
Эта эквипотенциальная поверхность в условиях
вращающейся Земли совпадает с уровнем моря и по форме близка к сфероиду
вращения. |
|
| Фигура Земли |
|
|
| Фигура Земли
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Фигура Земли в первом приближении представляет собой
эллипсоид вращения, у которого экваториальный радиус (а) больше полярного (b)
на 21389 км. Отсюда полярное сжатие земного эллипсоида составляет
. (IV.6)
Это различие в длинах радиуса обусловливает
современное изменение силы тяжести от полюса до экватора на величину 1,6 гал.
Отношение центробежной силы Р к силе тяготения F
называют геодинамической постоянной q:
. (IV.7)
Оно показывает, что сила тяжести на поверхности Земли
определяется главным образом притяжением ее массы, а вклад центробежного
ускорения составляет всего 0,5%. Тем не менее эта величина действует на
протяжении длительного времени, играет исключительно важную роль в
дифференциации земного вещества, динамике водных и воздушных масс. Изменение
силы Р по широте и сжатие Земли совместно определяют нормальное изменение поля
силы тяжести у Земли. |
|
| Закон всемирного тяготения |
|
|
| Закон всемирного тяготения
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
На поверхности Земли действует гравитационное поле,
создаваемое силой притяжения массы Земли F и центробежной силой P, возникающей
вследствие вращения Земли вокруг своей оси.
Согласно закону тяготения Ньютона, сила притяжения F
определяется из выражения:
, (IV.1)
где r – расстояние от центра Земли до притягиваемой
точки;
М – масса Земли;
m – масса притягиваемого тела;
G – гравитационная постоянная, равная в системе СИ:
. (IV.2)
Центробежная сила Р пропорциональна радиусу вращения l
(расстояние от оси вращения) и квадрату угловой скорости w, где Т – средние звездные сутки, в течение которых
Земля делает полный оборот (на 360°) вокруг своей оси. Таким образом, Р = w2lcos j;
рад/с. (IV.3)
На экваторе а = 6,378160×108 см, следовательно, сила, действующая на единицу
массы на поверхности земного экватора, будет равна:
Рэ = w2а = 3,391584 гал. (IV. |
|
| Солнце. Основные характеристики |
|
|
| Солнце. Основные характеристики
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Солнце относится к классу небольших звезд, достаточно
далеко проэволюционировавших в своем развитии. Возникло оно около 5 млрд. лет
назад и в настоящее время имеет массу ~2,1033 г, радиус – 696000 км, среднюю плотность
вещества – 1,41 г/см3, ускорение силы тяжести на поверхности – 274 м/с2.
Видимый бело-желтый диск Солнца – это его фотосфера,
представляющая горячую плазменную атмосферу звезды с температурой поверхности
6000 К (напомним, что К – термодинамическая температура Кельвина. Нормальная
температура 0°С = 273 К. Величина -273,16°С называется абсолютным нулем
температуры).
В Солнце сосредоточено более 99% всей массы Солнечной
системы. Угловая скорость вращения Солнца, наблюдаемая по фотосфере, убывает по
мере удаления от экватора. Период вращения на экваторе равен 25 суткам, вблизи
полюсов – 30 суткам. Линейная скорость вращения на экваторе близка 2 км/с, т.
е. |
|
| Планетарные характеристики Земли |
|
|
| Планетарные характеристики Земли
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Длительное существование воды и жизни на поверхности Земли
стало возможным благодаря трем основным характеристикам – ее массе,
гелиоцентрическому расстоянию и быстрому вращению вокруг своей оси.
Именно эти планетарные характеристики определили
единственно возможный путь эволюции живого и неживого вещества Земли в условиях
Солнечной системы, итоги которого запечатлены в неповторимом облике планеты.
Эти три важнейшие характеристики у других восьми планет Солнечной системы
существенно отличаются от земных, что и явилось причиной наблюдаемых различий в
их строении и путях эволюции.
Масса современной Земли равна 5,976·1027 г. В прошлом, вследствие непрерывно протекающих процессов
диссипации летучих элементов и тепла, она, несомненно, была больше. Масса
планеты играет определяющую роль в эволюции протовещества. |
|
| Физическое состояние вещества геосфер |
|
|
| Физическое состояние вещества геосфер
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Плотность. Средняя плотность самой верхней литосферной
оболочки Земли толщиной 0 – 33 км известна из непосредственных определений и
ряда вполне приемлемых экстраполяций – она составляет 2,7 – 3,0 г/см3.
Средняя плотность вещества Земли легко определяется из
закона тяготения Ньютона:
. (II.1)
Здесь G = 6,67·10-8 см3/г·с2 (в системе СГС) – гравитационная постоянная; М –
масса однородной шарообразной Земли радиусом R. Отсюда можно найти массу Земли,
если известна средняя плотность заполняющего ее вещества:
, (II.2)
откуда с учетом (II.1) находим
. (II.3)
Подставляя в правую часть выражения (II.1) средние
значения g =
= 982,0 см/с2 и R = 6,371·108 см, получаем:
г/см3. (II.4)
Таким образом, простой расчет показывает, что средняя
плотность Земного шара почти в два раза больше средней плотности литосферной
оболочки Земли. |
|
| Планеты и законы их обращения |
|
|
| Планеты и законы их обращения
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Солнечная система включает девять крупных планет,
которые со своими 57 спутниками обращаются вокруг массивной звезды по
эллиптическим орбитам (рис. 1). По своим размерам и массе планеты можно
разделить на две группы – планеты земной группы, расположенные ближе к Солнцу,
– Меркурий, Венера, Земля и Марс и планеты-гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран и
Нептун, находящиеся на значительно более удаленных орбитах от центральной
звезды. Последняя из известных планет Плутон своей орбитой с радиусом около 6
млрд. км
очерчивает границы Солнечной системы. Плутон не
относится к планетам-гигантам, его масса почти в десять раз меньше массы Земли.
Аномальные характеристики этой крошечной планеты позволяют рассматривать ее как
бывший спутник Нептуна. |
|
| Орбитальные характеристики планет |
|
|
| Орбитальные характеристики планет
В.
В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук
Физические условия на поверхности каждой из девяти
планет всецело определяются их положением на орбите относительно Солнца. Ближайшие
к светилу четыре планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – имеют сравнительно
небольшие массы, заметное сходство в составе слагающего их вещества и получают
большое количество солнечного тепла, ощутимо влияющего на температуру
поверхности планет. Две из них – Венера и Земля – имеют плотную атмосферу,
Меркурий и Марс атмосферы практически не имеют.
Планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун
значительно удалены от Солнца, имеют гигантские массы и плотную мощную
атмосферу. Все они отличаются высокой осевой скоростью вращения. Солнечное
тепло почти не достигает этих планет. На Юпитере оно составляет 0,018·103 Вт/м2, на Нептуне – 0,008·103
Вт/м2. |
|
| Радиационные пояса |
|
|
| Радиационные пояса
Кузнецов С.Н., Тверская Л.В., НИИ ядерной физики им.
Д.В. Скобельцына МГУ им М.Ломоносова,
1. Введение
В настоящем разделе мы кратко рассмотрим особенности
движения заряженных частиц в магнитном и электрическом полях в магнитосфере
Земли. С более подробным изложением этих вопросов можно ознакомиться в (Альвен,
Фельтхаммер, 1967; Лайонс, Вильямс, 1987; Chen, 1970).
1.1 Движение частиц в геомагнитном поле
Значительная часть частиц радиационных поясов находится
в магнитном поле, основным источником которого являются токи внутри Земли. Они
создают поле близкое к дипольному. Краткие характеристики этого поля на 2005
г.: ось диполя наклонена к оси Земли на 10.26° и на поверхности Земли имеет
координаты 79.74°N и 71.8°W; центр диполя сдвинут относительно центра Земли на
~ 500 км. Магнитное поле диполя в плоскости экватора геомагнитного диполя
меняется по закону:
(3.2.1)
где Rэ – расстояние от центра диполя, Rз – радиус
Земли. |
|
| Влияет ли "космическая погода" на общественную жизнь? |
|
|
| Влияет ли "космическая погода" на
общественную жизнь?
Б.М. Владимирский, Крымская астрофизическая
обсерватория.
Отмечается, что публикации последних лет определенно
подтверждают тезис об особой важности нового экологического фактора - вариаций
фоновых электромагнитных полей в среде обитания. Некоторые из этих вариаций
определяются изменениями космической погоды и носят глобальный характер. Такие
изменения, как следует из публикаций по социо-культурной динамике, влияют на
человеческую психику и могут модифицировать индивидуальное и коллективное
поведение. Вероятно, с вариациями, электромагнитных полей может быть
отождествлен постулированный А.Л.Чижевским "фактор, модифицирующий
коллективное поведение", обеспечивающий приуроченность социальных кризисов
- революций к эпохам максимумов. солнечной активности. |
|
| Молекулярно-кинетическая теория |
|
|
| Молекулярно-кинетическая теория
Экзаменационный проект за курс полной средней школы по
предмету "Физика"
Автор: учащийся 11 "А" класса Болтунов Артем
ГОУ СОШ № 7
г.
Реутов Московской области 2008 год
Основные
положения теории
Изображение
атомов на поверхности кремния, полученное с помощью туннельного микроскопа.
Начиная
с XVIII века, постепенно стала складываться система научных представлений о
строении вещества, позднее названная молекулярно-кинетической теорией (МКТ).
Молекулярно-кинетическая теория базируется на трёх положениях, обобщающих
результаты большого количества экспериментальных данных:
Все
тела состоят из мельчайших частиц – атомов, молекул и ионов. Таким образом
любое вещество обладает дискретной структурой.
Частицы,
образующие вещество, находятся в непрерывном хаотическом движении, которое
называется тепловым.
Атомы,
молекулы и ионы взаимодействуют друг с другом.
Рассмотрим
эти положения несколько подробней.
Молекулярное строение вещества. |
|
| Солнечный ветер |
|
|
| Солнечный
ветер
Михаил Иванович Пудовкин
, Санкт-Петербургский государственный университет
Введение
Как показывают наблюдения, выполненные на борту
спутников Земли и других космических аппаратов с высоким апогеем орбиты,
межпланетное пространство заполнено чрезвычайно активной средой - плазмой
солнечного ветра. Солнечный ветер зарождается в верхних слоях атмосферы Солнца,
и его основные параметры определяются соответствующими параметрами солнечной
атмосферы. Однако связь между физическими характеристиками солнечного ветра
вблизи орбиты Земли и физическими явлениями в атмосфере Солнца оказывается
чрезвычайно сложной и, кроме того, меняется в зависимости от уровня солнечной
активности и конкретной ситуации на Солнце. |
|
| Солнце в рентгеновских лучах |
|
|
| Солнце в рентгеновских лучах
Р.Т. Сотникова, Иркутский государственный университет
Солнце интенсивно изучается в астрономии не только
потому, что оно господствует в Солнечной системе, но и как единственная звезда,
достаточно близкая к нам для детального изучения ее поверхности, атмосферы и
активности. Физика Солнца лежит в основе как астрономии Солнечной системы, так
и всей физики звезд в целом. Большую часть рассуждений, приведенных для Солнца,
можно применить с некоторыми изменениями к множеству звезд из его окрестностей,
но при этом на Солнце мы можем видеть и изучать явления, присутствие которых на
других звездах лишь предполагается.
Солнечные вспышки
При визуальных наблюдениях солнечные вспышки
обнаруживаются как быстрые повышения яркости небольших (малые доли процента
солнечного диска) участков поверхностных слоев Солнца. |
|
| Солнечные факторы, определяющие состояние космической погоды, и задачи их прогнозирования |
|
|
| Солнечные факторы, определяющие состояние космической
погоды, и задачи их прогнозирования
В.П. Максимов
Изменения космической погоды происходят под действием
высокоскоростных потоков плазмы и связанных с ними межпланетных ударных волн,
потоков высокоэнергичных заряженных частиц, повышенного излучения во всем
диапазоне длин волн электромагнитного излучения. В процессе становления и
развития солнечно-земной физики взгляды на роль солнечных источников,
ответственных за эти возмущения, неоднократно менялись. Менялись и
представления о физической природе самих этих источников. Процесс
переосмысления громадного количества данных, полученных в наземных и
спутниковых наблюдениях, продолжается и в настоящее время. |
|
| Объект исследований - Солнце |
|
|
| Объект исследований - Солнце
Б.М.Кужевский
Всё, что происходит с Землёй как планетой, включая
геологические и климатические процессы на ней, зарождение жизни, её эволюция от
примитивного уровня до "homo sapiens", духовная и психическая жизнь,
как отдельного человека, так и целых народов - все связано с "жизнью"
самого Солнца.
В определенном смысле можно утверждать, что мы живем в
атмосфере Солнца.
Вот почему всестороннее исследование нашего небесного
светила чрезвычайно важно, особенно изучение процессов происходящих в его
атмосфере. Связанные с сильнейшим, хотя и пространственно-локальным,
сравнительно кратковременным выделением энергии, они сопровождаются генерацией
нейтральных и заряженных частиц, а также мощнейшего электромагнитного
излучения, которые пронизывают межпланетное пространство, эффективно
воздействуют на его объекты, в том числе и на Землю.
Поэтому физические процессы, происходящие в ней для
нас чрезвычайно важны. |
|
| Музейные здания. История и эволюция строительства |
|
|
| Музейные здания. История и эволюция строительства
Реферат
Введение.
Музеи
– (греч. muséion — место, посвященное музам, храм муз, от músa —
муза) – научные, научно-просветительные учреждения, осуществляющие
комплектование, хранение, изучение и популяризацию памятников естественной
истории, материальной и духовной культуры – первоисточников знаний о развитии
природы и человеческого общества. Музеи сосредоточивают в своих фондах главным
образом предметы вещественные и изобразительные, в том числе произведения
искусства, вместе с тем в них хранятся и письменные источники (рукописные
материалы, печатные документы, книги, от инкунабул до изданий последнего
времени, представляющие историческую ценность).
История
возникновения музеев как своеобразных общественных институтов, удовлетворяющих
потребности политического, научного, культурного, экономического характера, уходит
в глубокую древность. |
|
| О загадках Солнца |
|
|
| О загадках Солнца
Г. Е. Кочаров, Санкт-Петербургский государственный
технический университет
Обсуждаются две загадки Солнца: дефицит солнечных
нейтрино и солнечные вспышки, богатые 3He. Показано, что обе загадки могут быть
разрешены нестандартным поведением изотопа 3He в условиях горячей и плотной
плазмы.
Введение
Интерес к исследованию Солнца непрерывно растет, и это
особенно примечательно на фоне важнейших достижений в астрофизике в целом.
Возрастающий интерес к физике Солнца и гелиосферы обусловлен следующими
обстоятельствами. Во-первых, стало ясно, что процессы, протекающие в различных
областях солнечного вещества и околосолнечном пространстве, характерны для
других космических объектов. Явления типа солнечных открыты и на других
звездах: звездные осцилляции, пятна, вспышки, короны, ветры и глубокие и
длительные минимумы. Солнце является ближайшей звездой. |
|
| Естественные архивы солнечной активности и термоядерной истории Солнца за последние миллионы лет |
|
|
| Естественные архивы солнечной активности и
термоядерной истории Солнца за последние миллионы лет
Г. Е. Кочаров, Санкт-Петербургский государственный
технический университет
Рассмотрены возможности естественных детекторов для
изучения истории термоядерного горючего в недрах Солнца путем измерения
содержания изотопов технеция и свинца в земной коре. Результаты высокоточных
измерений содержания радиоуглерода в кольцах деревьев и прироста годичных колец
за последние 8 тыс. лет выявили корреляцию между глубокими минимумами солнечной
активности и депрессиями годичных колец.
Проблема будущего Солнца и Солнечной системы
обсуждается в последние годы с нарастающей активностью. Для построения
конкретной теоретической модели настоящего и будущего Солнца требуется знание
динамики процессов в солнечном веществе за большой интервал времени, миллионы и
даже миллиарды лет. |
|
| << 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 >> |
|
|
|
|
|
|
|
|
Анекдот
|
| Идет парень. Впереди идет девушка, выглядит ну просто ОБАЛДЕННО!!! Догоняет ее и говорит:
- Девушка, кажется нам с Вами по пути!
- Не думаю.. я ж не нах@й иду!.. |
|
|
показать все
|
|
