Параграф 32 - Естествознание. 10 класс. Габриелян О. С.

Естествознание для 10-го класса
Предмет:	Естествознание
Класс:	10 класс
Автор учебника:	Габриелян О. С.
Год издания:	2013
Издательство:
Кол-во заданий:	69
Кол-во упражнений:
Мы в социальных сетях
Телеграм • ВКонтакте

Все вопросы, комментарии, дополнения можно оставить на странице обсуждения.

Жизнь и время. Биоритимы

Пространство и время

• Дайте определения понятий пространства и времени.

Пространство – объемная величина незамкнутая по шести направлениям задаваемым тремя ортогонально пересекающимися прямыми. Пространство  – это (трёхмерная протяженность) .

Таким образом: Пространство – объект, (трёхмерная протяженность) объемная величина незамкнутая по шести направлениям задаваемым тремя ортогонально пересекающимися прямыми, естественным (природным) образом насыщенная  материей, обладающей полным комплектом физических свойств во всем их разнообразии.

Время (относительное) – сравнительная, количественно измеряемая характеристика длительности протекания процессов в изменяющейся материальной системе, расположенной в пространстве. В ряде случаев принято обозначать время как физическую величину, но следует понимать что это обозначение  в значительной мере условно, так как сведения о чем либо не являются физическим объектом  в силу чего не могут являться физической величиной.

Биоритмы животных и растений

• Покажите на примерах, как животные и растения реагируют на смену дня и ночи.

Биоритмы животных имеют разную длительность и периодичность. Суточные ритмы — это всем известное чередование бодрствования и сна. Всех животных условно разделяют на дневных (большинство воробьиных птиц, муравьи и стрекозы, домашние куры, суслики), ночных (ежи, совы, летучие мыши, кабаны) и полифазных, которые имеют примерно одинаковую активность в светлое и тёмное время суток — то есть периоды активности и покоя короче и чередуются чаще (мыши-землеройки, некоторые хищники).

Реакция животных на смену дня и ночи в принципе для всех видов животных одна - они начинают активную деятельность по поиску пищи, чередуя с отдыхом и играми.

Биоритмы людей

• Объясните, каких людей называют "жаворонками" и каких – "совами" и почему?

«Совы» и «жаворонки» — это распространённое деление людей на типы по признаку бодрствования днём или ночью. Это определяется только по тому, когда человек более активен: в первой половине дня или во второй. Никакими другими признаками это не обуславливается. Если человек относится к какой-то из этих групп это не значит, что он болен или не такой, просто он схож по режиму дня с «совой» или «жаворонком».

"Жаворонки" – то человек, который склонен просыпаться рано утром и засыпать до 00:00. Такие люди более активны утром и днём. Именно в первой половине дня у них хорошо работает голова и они полны энергии. Их большинство.

"Совы" – называют тех людей, которые любят просыпаться поздно утром или даже в обеденное время, а засыпают, как правило, после 00:00. Такие люди более активны в вечернее и ночное время, а утром и днём предпочитают спать.

Приборы для измерения времени

• Перечислите известные вам приборы для измерения времени. Назовите повторяющиеся физические процессы, которые используют для измерения времени. Ответьте на вопрос: каким понятием — абсолютного или относительного времени — пользуются в своей работе историки и археологи?

Пять приборов, которые мы используем для измерения времени:

1. Солнечные часы – Возможно, самый старый метод измерения времени при помощи солнечных часов. Не имея ничего под рукой, можно выйти на улицу - конечно, в не облачный день - и получить приблизительное представление о времени суток, наблюдая за положением солнца на небе. Хранители времени в Древнем Египте и Шумере еще в 1500 году до нашей эры (а, вероятно, и раньше) создали первые устройства, которые использовали тень солнца для отслеживания времени. Древние римляне строили солнечные часы в центрах своих городов. Состоятельные носили карманные версии. Самый старый известный образец портативных солнечных часов, описанный как кусок металла, который может поместиться в кофейную кружку, был найден на итальянской вилле, погребенной под вулканическим пеплом во время извержения Везувия в 79 году нашей эры.
2. Водяные часы – Конечно, солнечные часы имели ограничение в том, что их можно было использовать только в дневное время и в безоблачную погоду. Некоторые построили лунные часы, хотя их точность могла варьироваться в зависимости от фазы луны, а на Меркхете использовались разные звезды, чтобы отслеживать течение времени в течение ночи. Однако люди начали искать не небесные способы измерения времени, а через другие методы. В частности, поклонниками водяных часов были древние греки и римляне, хотя один из самых старых примеров был найден в гробнице египетского фараона Аменхотепа I и датируется 1500 годом до нашей эры. Первые водяные часы, как правило, представляли собой каменные горшки с наклонными стенками, которые позволяли воде капать с постоянной скоростью через небольшое отверстие в их основании. На внутренней стороне горшка были отметки, которые связывали разные уровни воды с течением времени.
3. Песочные часы – это устройство, используемое для измерения течения времени. Оно состоит из двух стеклянных колб, соединенных вертикально узкой шейкой, которая обеспечивает регулируемый поток вещества (в основном используется песок) от верхней колбы к нижней. Обычно верхняя и нижняя части симметричны, так что песочные часы будут измерять одинаковую продолжительность времени независимо от ориентации. Измерение количества времени песочными часами определяется такими факторами, как количество и крупность частиц песка, размер колбы и ширина шейки.
4. Механические часы – Следующим крупным достижением в области хронометража стало изобретение механических часов, которые повысили точность отсчета времени от минут до секунд. Вместо того, чтобы использовать постепенное изменение чего-то вроде воды или песка, механические часы включают в себя спусковой механизм, способ высвобождения энергии в небольших контролируемых количествах через равные промежутки времени. Для этой цели было изобретено большое количество разнообразных механизмов, включая цилиндрический, дуплексный, рычажный и спусковой механизм хронометра, все с разной степенью точности.
5. Кварцевые часы – Кварцевые часы, разработанные в 1920-х годах, отошли от технологии шестерен и спусковых механизмов и поэтому не нуждались в регулярном заводе. В кварцевых часах используется тот факт, что кристаллы кварца вибрируют с постоянной частотой при подаче электричества и создании электрического поля вокруг кварца. Первые кварцевые часы, произведенные в Японии, теряли всего пять секунд в течение месяца. Их точность ограничена тем фактом, что размер, форма и температура кристалла кварца влияют на его частоту колебаний, поэтому нет двух абсолютно одинаковых. Хотя их точность превзошла атомные часы, они по-прежнему являются наиболее распространенными личными устройствами для измерения времени, учитывая их доступную цену.
6. Атомные часы – В настоящее время эталоном измерения времени являются атомные часы, впервые представленные в 1950-х годах. Современные атомные часы отстают всего на одну секунду за периоды в десятки миллионов лет. Другими словами, они имеют точность порядка сотых наносекунд в день.

• Иллюстрации измерительных приборов времени
• 

  Солнечные часы

• 

  Водяные часы

• 

  Песочные часы

• 

  Механические часы

• 

  Кварцевые часы

• 

  Атомные часы

Отличие между пространством и времени

• Объясните, в чём основное различие представлений о пространстве и времени в СТО, ОТО и в классической механике.

Пространство и время в СТО (Специальной теории относительности) – Понятие «пространство-время» впервые было введено в физику немецким математиком Г. Минковским. Он же первый применил 4-х мерную геометрию и исчисление к анализу физических явлений тогда ещё только в специальной теории относительности (СТО). При этом он считал, что только так и следует рассматривать все явления, так как «пространство» и «время» сами по себе в природе просто не существуют. Якобы реально физически существует лишь их некоторое неразрывное единство «пространство-время». С тех пор прошло довольно много времени. Идеи Минковского были использованы А. Эйнштейном при построении своей общей теории относительности (ОТО).

Пространство и время в ОТО (Общей теории относительности) – В общей теории относительности (ОТО) были раскрыты новые стороны зависимости пространственно-временных отношений от материальных процессов. Эта теория подвела физические основания под неевклидовую геометрию и связала кривизну пространства и отступление его метрики от евклидовой с действием гравитационных полей, создаваемых массами тел. Общая теория относительности исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс, количественное равенство которых давно установлено в классической физике. Принцип эквивалентности помог сформулировать основные принципы, на которых базируется новая теория: гипотеза о геометрической природе гравитации, о взаимосвязи геометрии пространства-времени и материи.

Биологические ритмы клеток, тканей, органов, организмов и популяций

• Приведите примеры биологических ритмов, присущих клеткам, тканям и органам, организмам и популяциям.

Биологические ритмы наблюдаются у всех видов, от простых одноклеточных организмов до очень сложных, например у млекопитающих. Некоторые биологические ритмы имеют короткие циклы продолжительностью всего несколько секунд или минут, в то время как другие ритмы состоят из циклов продолжительностью до года или дольше. У животных и людей наиболее изученными являются ритмы продолжительностью около 24 часов. Эти суточные ритмы контролируются нервными механизмами головного мозга. Все изученные млекопитающие, в том числе люди, демонстрируют многочисленные ритмы, такие как циклы секреции гормонов, температура тела, мышечная сила и артериальное давление. Выбор времени для этих ритмов включает в себя координацию или захват внешних сигналов времени с помощью внутреннего регулирования ритма в мозгу.

За последние 30-40 лет исследования животных подтвердили, что солнечный свет является основным стимулом для регулирования ритмов и некоторых сезонных циклов. Первоначально влияние света на ритмы и гормоны наблюдалось только у нечеловеческих видов. Однако исследования последних десяти-пятнадцати лет подтвердили, что свет, попадающий в глаза, является мощным стимулом для контроля ритмов у животных, насекомых птиц и также у человека. На протяжении всей эволюции циклы света и тьмы, производимые преимущественно восходом и заходом солнца. Как правило, ритмы у людей и животных сильно синхронизированы с 24-часовым циклом света и темноты. Есть и другие ритмы, например сезонные. В качестве примера можно привести, как некоторые виды животных уходят в спячку, ярким примером этому служат медведи, которые в берлоге проводят несколько месяцев, а с потеплением они снова проявляют активность.