20. Современные представления о происхождении и строении Земли. Геосферы Земли – ядро, мантия, кора, атмосфера.

Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди землеподобных планет.

Земля и другие планеты солнечной системы сформировались 4,54 млрд. лет назад из протопланетарного, диска пыли и газа, оставшегося после формирования Солнца. Первоначально внешний слой Земли представлял собой расплавленную массу. Когда в атмосфере стала накапливаться вода, поверхность планеты начала остывать и отвердевать. Луна сформировалась позднее, вероятно, в результате касательного столкновения Земли с объектом, по размерам близким Марсу и массой 10% от земной. Часть массы этого тела слилась с Землёй, а часть была выброшена в околоземное пространство и образовала кольцо обломков, со временем агрегировавшееся и давшее начало Луне.

Обезгаживание и вулканическая активность привели к образованию первичной атмосферы. Конденсация водяного пара, усиленная льдом, занесённым кометами, привела к образованию океанов. Предположительно 4 млрд. лет назад, интенсивные химические реакции привели к возникновению самовоспроизводящихся молекул, и в течение полумиллиарда лет появился «последний универсальный общий предок»

Земля относится к планетам земной группы, а значит она, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер, имеет твёрдую поверхность. Она состоит в основном из железа (32,1 %), кислорода (30,1 %), кремния (15,1 %), магния (13,9 %), серы (2,9 %), никеля (1,8 %), кальция (1,5 %) и алюминия (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2 %. Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение.

Ядро Земли — центральная часть планеты Земля, геосфера, находящаяся под мантией Земли и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов.

Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др.

Земная кора — внешняя твёрдая оболочка Земли (геосфера). Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы.

Атмосфера — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

21. Электрический заряд и электрическое поле, законы электростатики. Напряженность, электрическая индукция, взаимодействие зарядов, закон Кулона. Энергия электрического поля.

Электрический заряд — это свойство материальных тел, выражающееся к способности особого рода взаимодействия; количественная характеристика, показывающая степень возможного участия тела в электромагнитном взаимодействии. Единица измерения заряда в СИ — кулон.

Электрическое поле — особая форма материи, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика - напряженность электрического поля.

Электростатика — раздел физики, изучающий электрические заряды. В основе электростатики лежит закон Кулона.

Законы электростатики:

Закон сохранения электрического заряда – Замкнутая система тел алгебраическая сумма зарядов есть величина постоянная.

Закон Ома (для участка цепи) – Сила тока на участке цепи пропорционально напряжению на концах участка и обратнопропорциональна сопротивлению участка.

Закон Ома (для полной цепи) – Сила тока в цепи пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению.

Закон Джоуля-Ленца – Тепло, выделяемое в проводнике пропорционально квадрату силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.

Напряжённость электрического поля — векторная характеристика электрического поля в данной точке, равная отношению силы , действующей на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q:

.

Электрическая индукция или электрическое смещение — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации.

D = ε₀E + P.

ε₀ – электрическая постоянная

Закон Кулона

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор.

Электрическую энергию W_e следует рассматривать как потенциальную энергию, запасенную в заряженном конденсаторе.