Quali fenomeni naturali sono associati all'interazione. Fenomeni ottici: esempi in natura e fatti interessanti

>>Elementale fenomeni naturali nella litosfera

§ 15. Fenomeni naturali naturali nella litosfera

Non tutti i processi che avvengono nella litosfera avvengono lentamente. Molti di essi sono di natura catastrofica e sono accompagnati da significative distruzioni e talvolta perdite di vite umane. Poiché questi processi non sono soggetti all'influenza umana, sono chiamati spontanei. Questi includono terremoti ed eruzioni vulcaniche, colate di fango, frane e smottamenti. Fenomeni naturali, così come tutti gli altri processi in litosfera, sorgono sotto l'influenza di forze interne ed esterne.

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I processi naturali hanno minacciato gli abitanti del nostro pianeta sin dall'inizio della civiltà. Da qualche parte di più, da qualche parte di meno. La sicurezza al cento per cento non esiste da nessuna parte. Disastri naturali può provocare danni enormi.

Emergenze carattere naturale(disastri naturali) in ultimi anni tendono ad aumentare. L'attività dei vulcani si sta intensificando (Kamchatka), i terremoti stanno diventando più frequenti (Kamchatka, Sakhalin, Isole Curili, Transbaikalia, Caucaso settentrionale) e il loro potere distruttivo è in aumento. Le inondazioni sono diventate quasi regolari ( Estremo Oriente, Pianura del Caspio, Urali meridionali, Siberia), le frane sono comuni lungo i fiumi e nelle zone montuose. Ghiaccio, cumuli di neve, tempeste, uragani e tornado visitano la Russia ogni anno.

Sfortunatamente, nelle aree di inondazioni periodiche, continua la costruzione di edifici a più piani, che aumenta la concentrazione della popolazione, vengono poste comunicazioni sotterranee e operano industrie pericolose. Tutto ciò porta al fatto che le solite inondazioni per questi luoghi stanno causando conseguenze sempre più catastrofiche.

Negli ultimi anni il numero dei terremoti, delle inondazioni, delle frane e di altri disastri naturali è in costante aumento.

In base alla loro origine, i fenomeni naturali si dividono in:

1. Fenomeni geologici e geomorfologici. Questi includono terremoti, tsunami, eruzioni vulcaniche, frane, cadute di massi, smottamenti, colate di fango, colate di neve, valanghe, crolli e movimenti di ghiacciai, erosione del suolo, riformazione dei letti dei fiumi, scivolamento del suolo (neve) sui pendii, cedimento dovuto alle sabbie mobili sul carso.

2. Fenomeni climatici (idrologici associati). Questi includono uragani, tifoni, tornado, burrasche, inondazioni, temporali, grandine, tempeste marine, temperature estreme dell'aria, docce, nevicate, bufere di neve, ghiaccio, brina, formazione di ghiaccio, ghiaccio sui pendii, deformazioni del terreno ghiacciato, termocarso, termoerosione, inondazioni, cambiamenti nei livelli delle acque sotterranee, abrasione delle coste marine e dei bacini idrici, fenomeni di ghiaccio sui fiumi, sulla siccità, sui venti caldi, tempeste di polvere, salinizzazione del suolo, salti acuti pressione atmosferica, temperatura e umidità.

3. I fenomeni biogeochimici sono emissioni di gas pericolosi da corpi idrici (laghi, paludi).

4. I fenomeni biologici comprendono la riproduzione di massa di parassiti agricoli, malattie delle piante e degli animali domestici, epidemie tra animali e persone, attacchi ai territori e alle acque da parte di specie introdotte, attacchi di animali succhiasangue, predatori e velenosi, biointerferenza con i trasporti, il controllo e sistemi di distribuzione.

5. I fenomeni spaziali comportano vari pericoli provenienti dallo spazio. Questi potrebbero essere l’attività solare e la meteorologia spaziale. Cambiamenti dentro atmosfera solare, compresi i brillamenti e le emissioni di particelle cariche provenienti dalla corona solare e la loro interazione con la magnetosfera e gli strati superiori dell’atmosfera terrestre, creano pericoli e portano ad emergenze sulla Terra.

In base alla natura del loro impatto, i processi naturali pericolosi sono suddivisi in:

Aventi effetto prevalentemente distruttivo (uragani, tifoni, trombe d'aria, terremoti, infestazioni di insetti, ecc.);

Avente un effetto prevalentemente paralizzante (bloccante) sul traffico (nevicate, pioggia con allagamenti, ghiaccio, nebbia);

Avere un effetto di esaurimento (ridurre la resa, la fertilità del suolo, l'approvvigionamento idrico e altre risorse naturali);

Disastri naturali, in grado di provocare incidenti causati dall'uomo (disastri naturali provocati dall'uomo) (fulmini, ghiaccio, formazione di ghiaccio, corrosione biochimica).

Alcuni fenomeni possono essere molteplici, ad esempio: un’alluvione può essere distruttiva per una città, paralizzante per l’allagamento delle strade e impoverinte per i raccolti.

In base alla durata (tempo dell'azione) l'azione si distingue:

Istantaneo (secondi, minuti) - impatto, terremoti;

A breve termine (ore, giorni) - raffiche, fenomeni atmosferici, inondazioni;

A lungo termine (mesi, anni): vulcani, problemi del buco dell'ozono;

Secolare (decine, centinaia di anni): cicli climatici, riscaldamento climatico moderno

I fenomeni naturali estremi includono: impatti di meteoriti, uragani, tifoni, tornado, burrasche, terremoti, inondazioni, tsunami, eruzioni vulcaniche, frane, cadute di massi, frane, colate di fango, colate di neve, valanghe.

I fenomeni naturali avversi includono forti gelate, siccità, erosione del suolo, ecc.

In base alla regolarità della loro azione nel tempo, i fenomeni naturali pericolosi possono essere suddivisi in:

Regolarmente (periodicamente) attivo. Ad esempio, le inondazioni si verificano quasi nello stesso momento e la loro gravità può essere prevista in anticipo. Pertanto, il grado di adattamento della popolazione ad essi è piuttosto elevato;

Che agisce in modo irregolare, cioè che si verifica in un momento casuale nel tempo.

La tempistica di tali eventi naturali estremi (ad esempio i terremoti) solitamente non è prevista in anticipo e pertanto sono estremamente pericolosi. In alcune stagioni si verificano numerosi fenomeni naturali pericolosi (ad esempio i cicloni tropicali in estate), ma all'interno della stagione si verificano in un momento casuale, che non è sempre possibile prevedere.

Per la natura del loro impatto sugli oggetti, i singoli fenomeni naturali possono essere simili all'impatto di alcuni fattori dannosi esplosione nucleare e altri mezzi di attacco nemico. Le conseguenze dei processi naturali possono essere catastrofiche per le megalopoli. Si verifica una violazione dell'integrità del suolo, gli edifici e le strutture vengono distrutti, le reti di servizi pubblici ed energetiche sono disabilitate e sono possibili vittime umane.

Una persona incontra costantemente fenomeni luminosi. Tutto ciò che è associato all'emergere della luce, alla sua propagazione e all'interazione con la materia è chiamato fenomeno luminoso. Esempi vividi i fenomeni ottici possono essere: un arcobaleno dopo la pioggia, un fulmine durante un temporale, lo scintillio delle stelle nel cielo notturno, i giochi di luce in un flusso d'acqua, la variabilità dell'oceano e del cielo e molti altri.

Gli scolari ricevono spiegazione scientifica fenomeni fisici ed esempi di ottica in seconda media, quando iniziano a studiare fisica. Per molti, l'ottica diventerà la sezione più affascinante e misteriosa del curriculum scolastico di fisica.

Cosa vede una persona?

Gli occhi umani sono progettati in modo tale da poter percepire solo i colori dell'arcobaleno. Oggi è già noto che lo spettro dell'arcobaleno non si limita al rosso da un lato e al viola dall'altro. Dopo il rosso arriva l’infrarosso, dopo il viola arriva l’ultravioletto. Molti animali e insetti sono in grado di vedere questi colori, ma sfortunatamente le persone non possono. Ma una persona può creare dispositivi che ricevono ed emettono onde luminose della lunghezza appropriata.

Rifrazione dei raggi

La luce visibile è un arcobaleno di colori e luce bianco, ad esempio, soleggiato, è una semplice combinazione di questi colori. Se posizioni un prisma in un raggio di luce bianca brillante, si dividerà in colori o onde lunghezze diverse, di cui è composto. Apparirà prima il rosso con una lunghezza d’onda più lunga, poi l’arancione, il giallo, il verde, il blu e infine il viola, che ha la lunghezza d’onda più corta nella luce visibile.

Se prendi un altro prisma per catturare la luce dell'arcobaleno e lo capovolgi, unirà tutti i colori nel bianco. Gli esempi di fenomeni ottici in fisica sono molteplici; consideriamone alcuni;

Perchè il cielo è azzurro?

I giovani genitori sono spesso perplessi dalle domande più semplici, a prima vista, sui loro piccoli perché. A volte sono le più difficili a cui rispondere. Quasi tutti gli esempi di fenomeni ottici in natura possono essere spiegati dalla scienza moderna.

La luce del sole che illumina il cielo durante il giorno è bianca, il che significa che, in teoria, anche il cielo dovrebbe essere bianco brillante. Affinché appaia blu, sono necessari alcuni processi con la luce mentre attraversa l'atmosfera terrestre. Ecco cosa succede: parte della luce passa attraverso lo spazio libero tra le molecole di gas nell'atmosfera, raggiungendo superficie terrestre e rimanendo dello stesso colore bianco dell'inizio del viaggio. Ma la luce solare incontra molecole di gas che, come l’ossigeno, vengono assorbite e poi disperse in tutte le direzioni.

Gli atomi nelle molecole del gas vengono attivati ​​dalla luce assorbita ed emettono nuovamente fotoni di luce in lunghezze d'onda di varia lunghezza, dal rosso al viola. Pertanto, una parte della luce viene diretta verso la terra, il resto viene rimandato al sole. La luminosità della luce emessa dipende dal colore. Per ogni fotone di luce rossa vengono rilasciati otto fotoni di luce blu. Pertanto, la luce blu è otto volte più luminosa del rosso. Un'intensa luce blu viene emessa da tutte le direzioni da miliardi di molecole di gas e raggiunge i nostri occhi.

Arco multicolore

Un tempo la gente pensava che gli arcobaleni fossero segni inviati loro dagli dei. In effetti, bellissimi nastri multicolori appaiono sempre nel cielo dal nulla, e poi scompaiono altrettanto misteriosamente. Oggi sappiamo che l'arcobaleno è uno degli esempi di fenomeni ottici in fisica, ma non smettiamo mai di ammirarlo ogni volta che lo vediamo nel cielo. La cosa interessante è che ogni osservatore vede un arcobaleno diverso, creato dai raggi di luce che provengono da dietro di lui e dalle gocce di pioggia davanti a lui.

Di cosa sono fatti gli arcobaleni?

La ricetta per questi fenomeni ottici in natura è semplice: gocce d'acqua nell'aria, luce e un osservatore. Ma non basta che appaia il sole quando piove. Dovrebbe essere basso e l'osservatore dovrebbe stare in modo che il sole sia dietro di lui e guardare il luogo dove piove o ha appena piovuto.

Un raggio di sole proveniente dallo spazio lontano cattura una goccia di pioggia. Agendo come un prisma, una goccia di pioggia rifrange ogni colore nascosto nella luce bianca. Così, quando un raggio bianco attraversa una goccia di pioggia, si divide improvvisamente in bellissimi raggi multicolori. All'interno della goccia incontrano la sua parete interna, che agisce come uno specchio, e i raggi si riflettono nella stessa direzione da cui sono entrati nella goccia.

Il risultato finale è che gli occhi vedono un arcobaleno di colori che si arcua nel cielo: luce piegata e riflessa da milioni di minuscole gocce di pioggia. Possono agire come piccoli prismi, dividendo la luce bianca in uno spettro di colori. Ma non sempre è necessaria la pioggia per vedere un arcobaleno. La luce può anche essere rifratta dalla nebbia o dai vapori marini.

Di che colore è l'acqua?

La risposta è ovvia: l'acqua è blu. Se versi acqua pulita in un bicchiere, tutti ne vedranno la trasparenza. Questo perché c'è troppo poca acqua nel bicchiere e il colore è troppo pallido per essere visto.

Quando si riempie un grande contenitore di vetro, è possibile vedere la tonalità blu naturale dell'acqua. Il suo colore dipende da come le molecole d'acqua assorbono o riflettono la luce. La luce bianca è costituita da un arcobaleno di colori e le molecole d'acqua assorbono la maggior parte dei colori dal rosso al verde che le attraversano. E la parte blu viene riflessa. Quindi vediamo il colore blu.

Albe e tramonti

Questi sono anche esempi di fenomeni ottici che gli esseri umani osservano ogni giorno. Quando il sole sorge e tramonta, dirige i suoi raggi in un angolo rispetto al luogo in cui si trova l'osservatore. Hanno un percorso più lungo rispetto a quando il sole è allo zenit.

Gli strati d'aria sopra la superficie terrestre spesso contengono molta polvere o particelle microscopiche di umidità. I raggi del sole passano obliquamente rispetto alla superficie e vengono filtrati. I raggi rossi hanno la lunghezza d'onda più lunga della radiazione e quindi penetrano più facilmente nel suolo rispetto ai raggi blu, che hanno onde corte che vengono riflesse dalle particelle di polvere e acqua. Pertanto, durante l'alba mattutina e serale, una persona osserva solo una parte dei raggi solari che raggiungono la terra, cioè quelli rossi.

Spettacolo di luci del pianeta

Tipico auroraè un bagliore multicolore nel cielo notturno che può essere visto ogni notte al Polo Nord. Cambiando in forme bizzarre, enormi fasce di luce blu-verde con macchie arancioni e rosse talvolta raggiungono più di 160 km di larghezza e possono estendersi per 1.600 km di lunghezza.

Come spiegare questo fenomeno ottico, che è uno spettacolo così mozzafiato? Le aurore appaiono sulla Terra, ma sono causate da processi che si verificano sul lontano Sole.

Come sta andando tutto?

Il Sole è un'enorme palla di gas costituita principalmente da atomi di idrogeno ed elio. Tutti hanno protoni con carica positiva ed elettroni con carica negativa che orbitano attorno ad essi. Un alone di gas caldo si diffonde costantemente nello spazio sotto forma vento solare. Questo innumerevole numero di protoni ed elettroni corre ad una velocità di 1000 km al secondo.

Quando le particelle del vento solare raggiungono la Terra, vengono attratte dal forte campo magnetico del pianeta. La Terra è un magnete gigante con linee magnetiche che convergono al Nord e Polo Sud. Le particelle attratte fluiscono lungo queste linee invisibili vicino ai poli e si scontrano con gli atomi di azoto e ossigeno che compongono l'atmosfera terrestre.

Alcuni atomi della terra perdono i loro elettroni, altri si caricano di nuova energia. Dopo essersi scontrati con i protoni e gli elettroni del Sole, rilasciano fotoni di luce. Ad esempio, l’azoto che ha perso elettroni attrae la luce viola e blu, mentre l’azoto carico si illumina di rosso scuro. L'ossigeno caricato emette luce verde e rossa. Pertanto, le particelle cariche fanno brillare l'aria in molti colori. Questa è l'aurora.

Miraggi

Dovrebbe essere immediatamente determinato che i miraggi non sono frutto dell'immaginazione umana, possono anche essere fotografati, sono esempi quasi mistici di fenomeni fisici ottici.

Ci sono molte prove dell'osservazione dei miraggi, ma la scienza può fornire una spiegazione scientifica per questo miracolo. Possono essere semplici come una macchia d'acqua tra le sabbie calde, oppure possono essere sorprendentemente complessi, costruendo visioni di castelli o fregate sospesi su pilastri. Tutti questi esempi di fenomeni ottici sono creati dal gioco di luce e aria.

Le onde luminose si piegano quando attraversano prima l'aria calda e poi quella fredda. L'aria calda è più rarefatta dell'aria fredda, quindi le sue molecole sono più attive e si disperdono su distanze maggiori. Al diminuire della temperatura diminuisce anche il movimento delle molecole.

Le visioni viste attraverso le lenti dell'atmosfera terrestre possono essere notevolmente alterate, compresse, espanse o invertite. Questo perché i raggi luminosi si piegano mentre attraversano l'aria calda e poi quella fredda, e viceversa. E quelle immagini che il flusso luminoso porta con sé, ad esempio il cielo, possono riflettersi sulla sabbia calda e sembrare un pezzo d'acqua, che si allontana sempre quando si avvicina.

Molto spesso, i miraggi possono essere osservati a lunghe distanze: nei deserti, nei mari e negli oceani, dove possono esserci contemporaneamente strati d'aria caldi e freddi con densità diverse. È il passaggio attraverso diversi strati di temperatura che può torcere l'onda luminosa e alla fine dare luogo a una visione che è un riflesso di qualcosa e viene presentata dalla fantasia come un fenomeno reale.

Alone

Per la maggior parte delle illusioni ottiche che possono essere osservate ad occhio nudo, la spiegazione è la rifrazione della luce solare nell'atmosfera. Uno dei più esempi insoliti i fenomeni ottici stanno alone solare. Essenzialmente, un alone è un arcobaleno attorno al sole. Tuttavia, in entrambi i casi differisce da un normale arcobaleno aspetto e nelle sue proprietà.

Questo fenomeno ha molte varietà, ognuna delle quali è bella a modo suo. Ma affinché si verifichi qualsiasi tipo di illusione ottica, sono necessarie determinate condizioni.

Un alone appare nel cielo quando diversi fattori coincidono. Molto spesso può essere visto tempo gelido A elevata umidità. Nell'aria c'è gran numero cristalli di ghiaccio. Attraversandoli, la luce solare viene rifratta in modo tale da formare un arco attorno al Sole.

E sebbene gli ultimi 3 esempi di fenomeni ottici siano facilmente spiegabili scienza moderna, per un osservatore comune rimangono spesso mistici ed enigmatici.

Dopo aver esaminato i principali esempi di fenomeni ottici, possiamo credere con sicurezza che molti di essi possano essere spiegati dalla scienza moderna, nonostante il loro misticismo e mistero. Ma gli scienziati hanno ancora molte scoperte da fare, indizi sui misteriosi fenomeni che si verificano sul pianeta Terra e oltre.

Fin dall'infanzia ho avuto la fortuna di vivere in una zona geologica molto calma. Ho associato la frase “eruzione vulcanica” alla storia di Pompei, “terremoto” alle notizie di cronaca, e “colata di fango” e “frana” a qualcosa che i personaggi dei libri devono affrontare.

Co poesia Ho acquisito maggiore familiarità con questi disastri in un libro di testo sulla sicurezza della vita.

Poi ho imparato che, come suggerisce il nome, appartengono ciascuno al proprio elemento: acqua (idrologico), aria (atmosferica), fuoco e terra (litosferica).

Cos'è la litosfera

Cominciamo con una definizione.

Litosfera - guscio duro, che separa la superficie terrestre dal mantello caldo e dal nucleo del pianeta.

Nella parte inferiore della litosfera c'è lo strato superiore mantello e in alto - placche litosferiche. E sopra di loro c'è uno strato di terreno.

Placche litosferiche non statici, si muovono relativamente attivamente. Lo stesso vale per gli strati superiori del mantello.

Esattamente processi litosferici creò la Terra come la conosciamo adesso: divisa in continenti, disseminata di montagne e depressioni, ricca di mari e laghi.

Fenomeni naturali: un "dono" della litosfera

Specie fenomeni naturali moltissimi, alcuni sono del tutto innocui (pioggia), altri sono potenzialmente pericolosi (fulmini) e altri sono così grandi e distruttivi da essere chiamati disastri naturali.

Sfortunatamente, correlato a litosfera i fenomeni naturali di solito rientrano nella terza categoria.

Permettere movimenti della litosfera e ha dato origine alle montagne e ai continenti moderni, ma all'interno vita umana Questi processi sono mostruosi sia in termini di dimensioni che di conseguenze.

Disastri naturali associati alla litosfera:

• terremoti;
• eruzioni vulcaniche;
• si sedette;
• frane;
• crolla.

Lo studio di questi fenomeni viene effettuato geologia e le sue sottosezioni (ad esempio, sismologia studia i terremoti).

Penso che tutti abbiano sentito parlare di terremoti ed eruzioni vulcaniche, ma del resto vorrei parlare separatamente.

sel- un flusso d'acqua potente e veloce che trasporta sassi e pezzi di roccia. Di solito vengono portate colate di fango forti piogge O neve che si scioglie.

Crollo E frana associato ad un brusco spostamento verso il basso delle rocce. Durante una frana ovviamente crollano, e durante una frana scivolano lungo il pendio.

Colate di fango, valanghe e frane possono essere causate da: naturale ragioni e attività umana.