Андрей Владимирович Чернявский Дмитрий Александрович Ковальчук
Краткий справочник необходимых знаний
Домашняя библиотека –
Текст предоставлен правообладателе http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=4410455
«Краткий справочник необходимых знаний»: Фолио; Харьков; 2008
ISBN 978‑966‑03‑4363‑4
Аннотация
«Мне представляется, что человеческий мозг похож на маленький пустой чердак, который вы можете обставить, как хотите, – сказал однажды знаменитый сыщик всех времен и народов Шерлок Холмс. – Дурак натащит туда всякой рухляди, какая попадется под руку… А человек толковый… возьмет лишь инструменты, которые понадобятся ему для работы, но зато их будет множество». Предлагаемая книга и есть такой инструмент, который, без сомнения, рано или поздно понадобится толковому и умному человеку.
В этом справочнике вы найдете информацию о Вселенной и планете Земля, происхождении и развитии жизни на Земле, истории развития человеческой цивилизации (включая историю, культуру, религию, спорт, науку, технику и т. д.), сведения о странах мира и многом другом.
Андрей Чернявский, Дмитрий Ковальчук
Краткий справочник необходимых знаний
Пространство, вещество, время
Основные единицы СИ
Таблица
Дополнительные единицы СИ
Таблица
Определения важнейших единиц СИ
Ампер (А) – сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал бы между этими проводниками силу, равную 2‑10‑7 Н на каждый метр длины.
Беккерель (Бк) – активность нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит один акт распада.
Ватт (Вт) – мощность, при которой работа 1 Дж совершается за время 1 с.
Вебер (Вб) – магнитный поток, создаваемый однородным магнитным полем при индукции 1 Тл через нормальное сечение площадью 1 м2.
Вольт (В) – электрическое напряжение, вызывающее в электрической цепи постоянный ток силой 1 А, при затрачиваемой мощности 1 Вт.
Генри (Гн) – индуктивность электрического контура, возбуждающего магнитный поток 1 Вб при силе постоянного тока в нем 1 А.
Герц (Гц) – частота периодического процесса, при которой за время 1 с происходит один цикл периодического процесса.
Грэй (Гр) – доза излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж.
Джоуль (Дж) равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы 1 Н на расстоянии 1 м в направлении действия силы.
Кандела (Кд) – сила света источника, испускающего в заданном направлении монохроматическое излучение частотой 540‑1012 Гц при мощности 1/683 Вт, приходящейся на телесный угол 1 ср.
Кельвин (К) – единица термодинамической температуры – 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.
Килограмм (кг) – масса международного прототипа, хранящегося в Международном бюро мер и весов.
Кулон (Кл) – количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника при токе 1 А за время 1 с.
Люкс (лк) – освещенность поверхности площадью 1 м2 при световом потоке падающего на него излучения, равном 1 лм.
Люмен (лм) – световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср при силе света 1 кд.
Метр (м) – расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.
Моль (моль) – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде‑12 массой 0,012 кг.
Ньютон (Н) – сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы.
Ом (Ом) – единица измерения электрического сопротивления, равная электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе тока 1 ампер.
Паскаль (Па) – давление, вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м2 и нормальной к ней.
Радиан (рад) – центральный угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу.
Секунда (с) – время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия‑133.
Сименс (См) – электрическая проводимость проводника сопротивлением 1 Ом.
Стерадиан (ср) – телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий из поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, длина которой равна радиусу сферы.
Тесла (Тл) – индукция однородного магнитного поля, в котором на отрезок прямого проводника длиной 1 м с током силой 1 А действует максимальная сила 1 Н.
Фарад (Ф) – емкость конденсатора, между обкладками которого при заряде 1 Кл возникает электрическое напряжение 1 В.
Производные единицы СИ
Таблица
Внесистемные единицы, применяемые наравне с единицами СИ
Таблица
Единицы измерения, применявшиеся в российской империи
Таблица
Некоторые неметрические единицы, применяемые в англоязычных странах
Таблица
Соотношение температурных шкал
Таблица
Сравнение температурных шкал
Таблица
Множители и приставки для образования десятичных, кратных и дольных единиц
Таблица
Числа в двоичной системе счисления
Таблица
Числа в десятичной системе счисления
Таблица
Время
Виды времени
Эфемеридное – является независимой переменной в уравнениях движения небесных тел.
Звездное – применяется в астрономии, за основу принята продолжительность суток, равная периоду вращения Земли вокруг своей оси относительно системы неподвижных звезд.
Солнечное – определяется по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и среднее солнечное время в зависимости от того, по какому Солнцу (истинному или среднему) осуществляют отсчет времени.
Всемирное – среднее солнечное время начального меридиана. За начальный меридиан условно принимается меридиан обсерватории в Гринвиче (Великобритания).
Местное – определяется для данного места на Земле, зависит от географической долготы места и одинаково для всех точек на одном меридиане.
Поясное – среднее солнечное время, определяемое для 24 основных географических меридианов, отстоящих на 15° по долготе. Поверхность Земли разделена на 24 часовых пояса, в пределах каждого из которых поясное время совпадает со временем проходящего через них основного меридиана.
Декретное – исчисляется следующим образом: поясное время плюс один час (постоянно в течение года) с дополнительным переводом часовой стрелки на один час вперед в летнее время. Перевод осуществляется в ночь с последней субботы на воскресенье в марте и соответственно в октябре. Декретное время вводится для экономии топливно‑энергетических ресурсов.
Единицы измерения времени
Год – промежуток времени, приблизительно равный периоду обращения Земли вокруг Солнца. Различают год:
звездный (сидерический) – соответствующий одному видимому обороту Солнца по небесной сфере относительно неподвижных звезд, равный 365,2564 средних солнечных суток;
тропический – между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку (среднюю) весеннего равноденствия, равный 365,2422 средних солнечных суток;
аномалистический – между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через перигей его видимой геоцентрической орбиты, равный 365,2596 средних солнечных суток;
драконический – между двумя последовательными прохождениями Солнца через один и тот же (восходящий или нисходящий) узел орбиты Луны на эклиптике, равный 346,62 средних солнечных суток;
лунный – (12 синодических месяцев), равный 354,3671 средних солнечных суток;
календарный юлианский (старый стиль) – равный 365,2500 средних солнечных суток;
календарный григорианский (новый стиль) – равный 365,2425 средних солнечных суток.
Месяц – промежуток времени, близкий к периоду обращения Луны вокруг Земли. Различают месяц:
синодический – период смены лунных фаз, равный 29,5306 средних солнечных суток;
звездный (сидерический) – время полного оборота Луны вокруг Земли относительно звезд, равное 27,3217 средних солнечных суток;
драконический – между двумя последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел орбиты, равный 27,2122 средних солнечных суток;
календарный – от фаз Луны не зависит, длится от 28 до 31 суток.
Сутки:
эфемеридные, равные 24 ч. = 1440 мин. = 86400 с.;
солнечные – период вращения Земли относительно Солнца или промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями Солнца. Продолжительность истинных солнечных суток в течение года меняется от 24 ч. 03 мин. 36 с до 24 ч. 04 мин. 27 с. звездного времени;
средние солнечные – средняя продолжительность солнечных суток за год, равная 24 ч. 03 мин. 56,5554 с. звездного времени;
звездные (сидерические) – период вращения Земли вокруг оси относительно звезд или промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия, равный 23 ч. 56 мин. 040905 с. среднего солнечного времени.
Час = 1/24 сут. = 60 мин. = 3600 с.
Минута = 60 с = 1/60 ч = 1/1440 суток.
Секунда:
атомная (эталонная) – равная 9192631770 периодам излучения, отвечающего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия‑133;
эфемеридная – равная 1/31556925,9747 тропического года.
Календари мира
Таблица
Республиканский календарь Французской революции
Республиканский (революционный) календарь введен декретом от 5 октября 1793 года, отменившим христианское летосчисление. Первый день новой эры – день провозглашения Республики (по григорианскому календарю – 22 сентября 1792 года). Год делился на 12 месяцев по 30 суток каждый; после 360 суток вводились 5 (в високосном году 6) дополнительных суток. Республиканский календарь действовал до 1 января 1806 года.
Осень:
Вандемьер (виноградный) – с 22/23 сентября по 21/22 октября.
Брюмер (туманный) – с 22/23 октября по 20/21 ноября.
Фример (морозный) – с 21/23 ноября по 20/22 декабря.
Зима:
Нивоз (снежный) – с 21/23 декабря по 19/21 января.
Плювиоз (дождливый) – с 20/21 января по 18/19 февраля.
Вантоз (ветреный) – с 19/20 февраля по 20/21 марта.
Весна:
Жерминаль (прорастающий) – с 21/22 марта по 19/20 апреля.
Флореаль (цветущий) – с 20/21 апреля по 19/20 мая.
Прериаль (луговой) – с 20/21 мая по 18/19 июня.
Лето:
Мессидор (жатвенный) – с 19/20 июня по 18/19 июля.
Термидор (жаркий) – с 19/20 июля по 17/18 августа.
Фрюктидор (плодовый) – с 18/19 августа по 16/17 сентября.
Различие между старым (юлианским) и новым (григорианским) календарями
Таблица
Некоторые статистические данные
Продолжительность, с
Таблица
Длина, м
Таблица
Скорость, м/с
Таблица
Ускорение, м/с2
Таблица
Масса, кг
Таблица
Энергия, ДЖ
Таблица
Температура (°С)
Таблица
Вселенная
Расширение Вселенной началось с сингулярного состояния (когда любые две точки в наблюдаемой ныне Вселенной были сколь угодно близки друг к другу, а плотность вещества бесконечна) так называемым Большим взрывом.
Астрономические постоянные и единицы
Система постоянных IERS 19921
Таблица
Плотность космических объектов
Таблица
Галактики
Галактики – это гигантские (до сотни млрд звезд) звездные системы. К ним относится, в частности, наша Галактика – Млечный Путь. Ближайшие к нам галактики – Магеллановы Облака (на расстоянии 52 килопарсека) и Туманность Андромеды (на расстоянии 670 килопарсек). Галактики подразделяются на эллиптические, спиральные и неправильные.
Классификация галактик по типам и светимости
Таблица
Скопления и сверхскопления галактик. Местная группа. Галактика Млечный путь
Галактика Млечный Путь входит в семью соседних галактик, известных как Местная группа, и образует вместе с ними скопление галактик. Наша Галактика является одной из самых крупных в Местной группе. Галактика Андромеды, входящая в Местную группу, является самым удаленным объектом, видимым невооруженным глазом. 25 галактик Местной группы разбросаны на протяжении 3 миллионов световых лет. Скопление галактик удерживается вместе силами гравитации. Более крупными скоплениями галактик являются Скопление Девы (несколько тысяч объектов) и Скопление в созвездии Волосы Вероники (около 1000 ярких эллиптических галактик и несколько тысяч более мелких объектов). Наша Галактика с соседями по Местной группе медленно движется в направлении к Скоплению Девы.
Скопления галактик, в свою очередь, группируются в семьи. Местное скопление скоплений, известное как Местное сверхскопление, – это образование, в которое входит и Местная группа и Скопление Девы. Центр масс расположен в Скоплении Девы. Другое сверхскопление находится в созвездии Геркулеса. До него 700 миллионов световых лет. Сверхскопления отделены друг от друга гигантскими пустыми пространствами и образуют во Вселенной губчатую структуру.
Характеристика галактик, входящих в Местную группу
Галактика Млечный Путь
Млечный Путь – это наша Галактика, состоящая из 100 миллиардов звезд. В нашей Галактике есть 4 спиральных рукава, звезды, газ и пыль. В пределах 1000 световых лет от центра Галактики звезды расположены очень плотно. В самом центре Галактики находится загадочный источник колоссальной энергии. Возможно, в центре Галактики находится черная дыра. Галактика вращается. Внутренние ее части вращаются быстрее, чем внешние. Диск Галактики окружен облаком‑гало – из невидимого вещества.
9/10 Галактики Млечный Путь невидимы. Наши соседние две галактики – Большое и Малое Магеллановы Облака – притягиваются невидимым гало и поглощаются Галактикой Млечный Путь.
Характеристика галактики Млечный Путь
* Более далекие звезды плоской составляющей имеют более длительные периоды обращения; находящиеся ближе к центру звезды – меньшие периоды. Центральная часть Галактики вращается подобно твердому телу.
Подсистемы Галактики
ζ – среднее значение удаления объектов подсистемы от галактической плоскости, кпс; Т – возраст входящих в подсистему звезд, лет; М – масса подсистемы (в % от общей массы Галактики); N – предполагаемое общее число объектов.
Ядро Галактики – форма эллиптическая, размеры 4,8 × 3,1 кпс; число звезд ≥3·E107.
Центральное ядро Галактики – форма эллиптическая, размеры ~ 15 × 30 пс; число звезд ~ 3·E106.
Ядрышко Галактики – диаметр ~ 1 пс; в центре его компактный объект (черная дыра массой 108–09 масс Солнца).
Звездные скопления (сравнительно тесные группы звезд):
рассеянные – диаметр от 1,5 до 15 пс; возраст от нескольких миллионов до нескольких миллиардов лет; число звезд от нескольких десятков до нескольких тысяч; принадлежат к подсистеме галактической плоскости;
шаровые – диаметр от 15 до 200 пс; возраст 8–10 млрд лет; число звезд 105–107; принадлежат к промежуточной и крайней сферическим подсистемам.
Общее число звезд в Галактике 1,2‑1011.
Звезды
Звезды – светящиеся газовые (плазменные) шары, подобные Солнцу. В них заключена большая часть вещества видимой Вселенной. Они образуются из газово‑пылевой среды в результате гравитационной конденсации. Термоядерные реакции синтеза элементов, проходящие при высоких плотностях и температурах (‑10–12 млн К) в недрах звезды, являются основным источником энергии большинства звезд. Граница между массами звезд и планет равна 0,02 массы Солнца, т. е. ниже этой границы термоядерной реакции не происходит. В зависимости от массы звезды в конце эволюции звезда становится белым карликом, нейтронной звездой либо черной дырой. Светимость звезды зависит от ее массы и выражается с помощью видимых звездных величин ш. Разница между блеском двух небесных тел в звездных величинах вычисляется по формуле Погсона: m1 – m2 = ‑2,5 log (Е1 /Е2), где: m1, m2 – звездные величины, Е1, Е2 – светимости.