Литература

• Британский учебник Естествознания для старших классов AS Science for Public Understanding, Editors: Andrew Hunt and Robin Millar, Heinemann, 2000.

• Учебное пособие «Физика. Человек. Окружающий мир». 3 книги, 7-9 классы, автор А. П. Рыженков, Просвещение, 1999 г.

• А.Ю.Пентин. Исследовательские задачи на стыке наук (биологии, физики, химии). В сборнике Предпрофильная подготовка учащихся основной школы: Учебные программы элективных курсов по естественно-математическим дисциплинам / М.: АПКиПРО, 2003. – С. 4-16

• Б.В. Булюбаш. Современная наука через призму британского учебника. Журнал «Лицейское и гимназическое образование, №1, 2003 г.

• А.Ю.Пентин Естественные науки для «пользователя» // Естествознание в школе. – 2004.- №1

• Т. Браун, Г.Ю. Лемей. Химия в центре наук (в 2- х томах). М. Мир, 1983 г.

Модуль 1: Атмосфера и ее роль в жизнеобеспечении

Фраза, ставшая крылатой – «Солнце светит и греет», содержит описание некоторых воздействий солнечного излучения на нас.

Опишите:

• на какие органы чувств оказывается воздействие?

• результаты данного воздействия на человека?

Как вы думаете, зачем нам нужно знать о последствиях воздействия солнечного излучения на атмосферу Земли?

Для оценки результатов воздействия солнечного излучения на атмосферу и поверхность Земли нужно иметь представление о том, как излучение воздействует на частицы вещества – атомы и молекулы. Если объяснение позволяет делать количественные расчеты и прогнозы, то такой способ описания называется моделью. Например, если вы едете на велосипеде в одном и том же направлении, и велокомпьютер показывает неизменное значение скорости v, то можно предсказать (с помощью решения несложной задачи), какой путь s вы проедете за время t. При таком прогнозировании вы используете модель равномерного движения:

Рис. 1

Модель, описывающая воздействие излучения на вещество

Для того, чтобы «построить» такую модель, нужно задать себе по крайней мере два вопроса:

• Что такое излучение?

• Что происходит с частицами вещества при попадании на него излучения?

Итак, что же это такое - солнечное излучение? Солнце испускает электромагнитное излучение (в виде частиц – фотонов), а также солнечный ветер (в виде частиц - протонов и электронов).

Отличительные особенности частиц электромагнитного излучения:

• Большие скорости частиц (порядка скорости света – 310⁵ км/сек).

• Способность оказывать периодическое воздействие на заряженные частицы вещества – электроны и протоны (важно при нагреве микроволнами мобильников и микроволновок).

• Частицы электромагнитного излучения не заряжены.

• Основные части солнечного электромагнитного излучения – это рентгеновское излучение (РГ), ультрафиолетовое излучение (УФ), видимый свет (RGB).

• Магнитные поля планет (в частности, магнитное поле Земли) не влияют на поведение частиц.

Отличительные особенности частиц солнечного ветра:

• Меньшие скорости частиц (порядка 10³ км/сек).

• Частицы солнечного ветра – это заряженные частицы (в основном электроны и протоны, оторвавшиеся от Солнца).

• Частицы солнечного ветра задерживаются магнитными полями (в частности, магнитным полем Земли в верхних слоях атмосферы).

• Частицы солнечного ветра оказывают воздействие на магнитные поля Земли и других планет (магнитные бури), а также – на атмосферы планет вблизи магнитных полюсов (полярные сияния).

Общим для солнечного электромагнитного излучения и солнечного ветра является усиление воздействия во время солнечных вспышек.

РГ и УФ излучения, а также солнечный ветер при попадании на живые организма активно вмешиваются в биохимические процессы (подробнее об этом будет сказано ниже). Большое и умеренное РГ и УФ - облучения приводят к мутации клеток и дополнительным рискам онкологических заболеваний.

3. Почему наиболее существенное воздействие на атмосферу оказывается солнечным электромагнитным излучением?