Практична робота №1

Тема: Визначення параметрів навколишнього середовища.

Мета: набути практичних навичок визначення фізичних параметрів навколишнього середовища

Завдання: ознайомитися із приладами для вимірювання деяких факторів навколишнього середовища, замалювати їх, провести виміри температури, вологості, освітленості, швидкості вітру, тиску.

Матеріали: термометри (ртутний, спиртовий), психрометр Асмана, люксметр, анемометр ручний, секундомір, барометр.

Теоретичні відомості

Живі організми знаходяться під постійним впливом абіотичних факторів, що творять фізико-хімічні умови навколишнього середовища. Для вимірювання параметрів навколишнього середовища використовують різноманітні фізичні прилади.

Температура. Для вимірювання температури повітряного, ґрунтового, водного середовища використовують термометри. Принцип дії термометра базується на властивості речовини змінювати об'єм залежно від температури. Залежно від вимог до проведення досліджень, використовують спиртовий, ртутний або біметалічний термометр. Для вимірювання температури грунту використовують термометр - щуп, що дозволяє робити заміри температури на

різній глибині від поверхні. Одиниці виміру- градуси за Цельсіем (°С).

Для вимірювання вологості повітря застосовують

аспіраційний психрометр Асмана. Психрометр складається з двох термометрів - сухого і змоченого. Датчик одного з

термометрів обмотаний батистом, який змочений водою. Психрометр обладнаний вентилятором, при ввімкненні якого термометри обдуваються повітрям. Внаслідок випаровування води, змочений термометр показує нижчу температуру, ніж сухий.Чим менша вологість, тим більша інтенсивність випаровування і тим нижчими с показники змоченого термометра. Різниця температур між змоченим і сухим термометром буде характеризувати вологість повітря. Одиниці виміру-відсоткове співвідношення у повітрі

Для визначення освітленості поверхні використовується фізичний прилад - люксметр, принцип дії якого базується на фізичних властивостях фотоелементу. Залежно від освітленості стрілка люксметра показує різні величини, що і буде характеризувати освітленість. Одиниці виміру -люкс (лк).

Швидкість вітру вимірюють за допомогою фізичного приладу -анемометра. Принцип дії анемометра базується на основі обертання "крила" приладу (див. мал.) за певний період часу. Після встановлення анемометра у повітряному потоці і фіксації даних всіх шкал, через однакові інтервали часу (10-15 с) одночасно включають механізм приладу і секундомір. Визначення проводять протягом 1-2 хв. По завершенні вимірів анемометр та секундомір зупиняють і фіксують дані обидвох приладів. Швидкість вітру визначають за графіком, що додається до анемометра. Для цього по вертикальній осі графіку відшуковують значення

Оцінка сили вітру за видимими проявами

Сила вітру, бали	Назва вітру	Прояви дії вітру	Швидкість, км/год
0	Штиль	Дим Із димарів піднімається вертикально	0-1
1	Дуже слабкий бриз	Напрям вітру можна за відхиленням стовпів диму, але не за флюгером	1-5
2	Легкий бриз	Рух повітря відчувається обличчям, спостерігається легке тремтіння листків, с реакція флюгера	6-11
л	Малий бриз	Постійно дрижать легкі листки і кінчики гілочок, ворушаться легкі прапорці	12-19
4	Хороший бриз	Вітер ворушить листя І папір на землі, коливаються тонкі гілки	20-28
5	Бриз	Починають коливатися кущі, на озері чи річці з'являються хвилі	29-38
6	Свіжий вітер	Коливаються великі гілки, починають свистіти дроти, важко утримувати парасольку	39-49
7	Сильний вітер	Коливаються цілі дерева, важко рухатися проти вітру	50-61
8	Шквал	Вітер ламає тонкі гілки, дуже важко рухатися проти вітру	62-74
9	Сильний шквал	Ламаються товсті гілки, вітер починає пошкоджувати будівлі	75-88
10	Буря	Ламаються дерева, пошкоджує будівлі (покрівлю тощо)	89-102
11	Сильна буря	Вітер ламає і вивертає товсті дерева, спостерігаються значні пошкодження споруд	103-117
12	Ураган	Масове пошкодження дерев і будівель звичайного проектування	> 118

шкали лічильника анемометра за одну секунду. З цієї точки проводиться горизонтальна лінія до перетинання з графіком, потім від точки перетину до горизонтальної осі. Показники на горизонтальній осі і будуть характеризувати швидкість вітру в м/с.

Приблизну оцінку сили вітру можна провести і за видимими проявами (шкала Бофорта).

Для визначення тиску повітря застосовують барометр, принцип дії якого

базується на властивості волосини змінювати свою довжину у залежності від вологості, яка знаходиться в прямій залежності від тиску. Одиниці виміру -мм ртутного стовпа або кПа.

Хід роботи

Після ознайомлення із принципами роботи приладів студенти визначають фізичні параметри навколишнього середовища. Для цього студенти розділяються на групи з 2-3 чоловік, кожна з яких проводить дослідження окремих параметрів навколишнього середовища, хоча б на трьох ділянках. Результати досліджень заносяться в таблицю.

Таблиця

	Назва ділянки.	ї°	р	V
№ п/ п	коротка	повітря	повітря	вітру	вологість	освітленість
	характеристика
1

На основі отриманих результатів роблять висновки. [? ] Питання для самоконтролю

1. У чому полягає принцип дії термометра?

2. За яким принципом діє психрометр Асмана?

3. Чому температура змоченого термометра нижча, ніж сухого?

4. Який принцип дії люксмеїра і в яких одиницях вимірюється освітленість?

5. У чому полягає принцип дії анемометра і в яких одиницях вимірюється швидкість вітру?

6. На основі якої властивості волосу базується принцип дії барометра?

Практична робота №2

Тема: Визначення параметрів навколишнього середовища протягом довгого періоду часу (робота виконується протягом 4 год).

Мета: набути практичних навичок у організації та проведенні вимірів фізичних параметрів навколишнього середовища за допомогою автоматичних приладів реєстрації.

Завдання: ознайомитись із приладами автоматичного вимірювання деяких факторів навколишнього середовища, принципом їх роботи, провести виміри температури, вологості, тиску.

Матеріали: термограф, гігрограф, барограф, термометр, психрометр Асмана, барометр, чорнило, міліметровий папір.

Теоретичні відомості

Для тривалих досліджень фізичних параметрів навколишнього середовища застосовують різноманітні прилади автоматичної реєстрації тих чи інших показників. Автоматичний прилад для реєстрації складається із датчика -1, механізму передачі даних -2, барабану - 3, механізму обертання барабану (мал.).

Залежно від того, які фізичні параметри необхідно отримати, застосовують такі прилади: термограф (для автоматичної фіксації температури), барограф (для автоматичної реєстрації змін тиску), гігрограф (для автоматичної реєстрації зміни вологості). Відмінності у побудові цих приладів полягають тільки у механізмах датчиків. У гігрографа датчик вологості - пучок (35-40ІНТ.) обезжиреного людського волосу, захищеного від пошкодження спеціальним пристроєм. Датчик термографа - біметалічна пластинка, захищена від пошкоджень спеціальним пристроєм. Принцип роботи барографа базується на роботі комплекту анероїдних мембран і компенсаторної біметалічної пластини. Принцип дії автоматичних пристроїв широко використовується і при інших екологічних дослідженнях. Зокрема, вдалим є використання цих пристроїв для вивчення частоти відвідування гнізд птахами під час вигодовування пташенят, вивчення активності дрібних ссавців тощо. Простота у виготовленні, надійність роботи та досить висока точність автоматичних приладів забезпечує їх широке використання.

Хід роботи

Після ознайомлення із принципом роботи пристроїв автоматичної реєстрації студенти за допомогою термометра, психрометра Асмана, барометра калібрують шкалу на міліметровому папері. Після калібрування і визначення точки початку досліду міліметровий папір заправляється на барабан, чорнилом наповнюється перо, запускається годинниковий механізм обертання барабану. На наступне заняття, після зупинки годинникового механізму зніміть міліметровий папір і проведіть розшифровку отриманих результатів. Отримані результати занесіть в зошиту вигляді графіку. Зробіть висновок.

[ ? ] Питання для самоконтролю

1. Для чого використовують автоматичні пристрої реєстрації?

2. В чому полягає принцип роботи автоматичних пристроїв?

3. Які відмінності у роботі термографа, барографа, гігрографа?

4. Яку інформацію можна отримати за допомогою автоматичних приладів?

Практична робота №3

Тема: Фонова радіоактивність навколишнього середовища.

Мета: ознайомитись із методами виміру фонової радіоактивності, гамма- та бета-випромінювання.

Завдання: використовуючи дозиметр-радіометр, провести заміри фонової радіації.

Матеріали: дозиметр - радіометр АНРІ - 01 - 02 "Сосна".

Теоретична частина

Усі види іонізуючого випромінювання поділяють на дві групи: електромагнітне випромінювання, до яких відноситься рентгенівське і гамма-випромінювання та корпускулярне випромінювання - випромінювання різного роду ядерних частинок.

У природі є багато джерел природного іонізуючого випромінювання. Перш за все - це ізотопи багатьох елементів, що знаходяться у складі гірських порід та мінералів. Головним є калій-40 та вуглець-14. Неспри­ятливість біологічної дії радіоактивних речовин пов'язана не тільки з їхньою разовою дією, а із здатністю акумулюватись в організмі. Стронцій-90 накопичується в кістках, йод-131 - в щитовидній залозі, цезій-137 включається в активний метаболізм, витісняючи азот.

Космічне випромінювання також с джерелом радіаційного фону. Космічні промені дають трохи менше половини зовнішнього опромінення, яке отримує населення від природніх джерел радіації. Космічні промені в основному приходять до нас із глибин Всесвіту, але деяка їх частина зароджується на Сонці під час сонячних спалахів. Космічні промені можуть досягати поверхні Землі або взаємодіяти з її атмосферою, породжуючи вторинне випромінювання та сприяючи утворенню різноманітних

радіонуклеїдів.

1. 

5. 1.- Земного походження

6. 2.-Земного походження (зовнішнє

7. Випромінювання

8. 3.- космічне зовнішнє

9. 4.- космічне внутрішнє

10. Небезпека, що пов'язана з атомною енергетикою та атомним озбро­єнням, була яскраво продемонстрована аварією на Чорнобильській АЕС в 1986 р. У результаті аварії в навколишнє середовище потрапили радіактивні ізотопи свинцю-239, цезію-137, стронцію-90, плутонію-240.

11. Загальний фон радіактивного випромінювання на території України складає - 0,005 - 0,06 мР/год.

12. Хід роботи

    2. або

13. Вімкніть прилад, для чого перемикач живлення переведіть в положення

14. "Вкл." На цифровому табло повинні індукуватись:

    3. 0000

15. 0.000

17. Вімкнення приладу повинно супроводжуватись коротким звуковим сигналом. При природньому фоновому випроміненні прилад повинен подавати 1-6 звукових сигналів у хвилину. Зі збільшенням дози гамма випромінювання пропорційно зростає частота звукових сигналів.

18. Для вимірювання потужності експозиційної дози гамма-випромінювання зробіть наступні кроки:

19. 1) перевірте, чи закрита задня кришка приладу, при необхідності закрийте її;

2. переведіть перемикач режиму роботи в положення "МД" (крайнє ліве положення);

3. включіть прилад перемикачем живлення і нажміть кнопку "пускУ стоп". При цьому на цифровому табло повинні з'явитись крапки після кожного розряду і розпочатись відлік імпульсів;

20. 0.0.0.0.

21. 4) через 20-25 с. вимірювання закінчиться, що супроводжується звуковим сигналом, а на цифровому табло зафіксується число з однією комою. Даний показник приладу буде відповідати потужності експозиційної дози гамма-випромінювання, виміряної в мР/год. Для виконання повторного заміру достатньо, не вимикаючи прилад, натиснути кнопку "пуск". Після закінчення вимірювання вимкніть прилад. Для отримання більш точних даних проведіть вимірювання 3-5 разів, вирахуйте середнє арифметичне.

22. Для вимірювання щільності бета-випромінювання, зробіть наступні кроки:

23. 1) перевірте, чи закрита задня кришка приладу, при необхідності закрийтеи;

2. переведіть перемикач режиму роботи в положення "МД" (крайнє ліве положення), ввімкніть прилад перемикачем живлення;

3. піднесіть прилад поверхнею задньої кришки до досліджуваної поверхні на відстань 0,5-1 см і натисніть кнопку "пуск";

4. виконайте замір і запишіть показник індикатора;

5. відкрийте задню кришку приладу;

6. виконайте замір при відкритій задній кришці, запишіть показник індикатора;

24. 7. закрийте задню кришку, вимкніть прилад;

25. 8. за формулою: q = Ks(Ку+ + Му) розрахуйте величину щільності потоку бета-випромінювання. Одиниці виміру- част./см²хв. На основі проведених вимірів зробіть висновок.

26. [ ? ] Питання для самоконтролю

1. Що таке альфа-випромінювання?

2. Що таке бета-випромінювання?

3. Чим шкідливе радіоактивне випромінювання?