Энергия что характеризует: Кинетическая энергия — урок. Физика, 7 класс.

Содержание

Закон сохранения механической энергии — определение и формулы

Энергия: что это такое

Если мы погуглим определение слова «Энергия», то скорее всего найдем что-то про формы взаимодействия материи. Это верно, но совершенно непонятно.

Поэтому давайте условимся здесь и сейчас, что энергия — это запас, который пойдет на совершение работы.

Энергия бывает разных видов: механическая, электрическая, внутренняя, гравитационная и так далее. Измеряется она в Джоулях (Дж) и чаще всего обозначается буквой E.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Механическая энергия

Механическая энергия — это энергия, связанная с движением объекта или его положением, способность совершать механическую работу.

Она представляет собой совокупность кинетической и потенциальной энергии. Кинетическая энергия — это энергия действия. Потенциальная — ожидания действия.

Представьте, что вы взяли в руки канцелярскую резинку, растянули ее и отпустили. Из растянутого положения резинка просто «полетит», как только вы ей позволите это сделать. В этом процессе в момент натяжения резинка обладает потенциальной энергией, а в момент полета — кинетической.

Еще один примерчик: лыжник скатывается с горы. В самом начале — на вершине — у него максимальная потенциальная энергия, потому что он в режиме ожидания действия (ждущий режим 😂), а внизу горы он уже явно двигается, а не ждет, когда с ним это случится — получается, внизу горы кинетическая энергия.

Кинетическая энергия

Еще разок: кинетическая энергия — это энергия действия. Величина, которая очевиднее всего характеризует действие — это скорость. Соответственно, в формуле кинетической энергии точно должна присутствовать скорость.

Кинетическая энергия

Ек — кинетическая энергия [Дж]

m — масса тела [кг]

v — скорость [м/с]

Чем быстрее движется тело, тем больше его кинетическая энергия. И наоборот — чем медленнее, тем меньше кинетическая энергия.

Задачка раз

Определить кинетическую энергию собаченьки массой 10 кг, если она бежала за мячом с постоянной скоростью 2 м/с.

Решение:

Формула кинетической энергии

Подставляем значения

Дж

Ответ: кинетическая энергия пёсы равна 20 Дж.

Задачка два

Найти скорость бегущего по опушке гнома, если его масса равна 20 кг, а его кинетическая энергия — 40 Дж

Решение:

Формула кинетической энергии

Выразим скорость:

Подставляем значения

Ответ: гном бежал со скоростью 2 м/с.

Онлайн-уроки физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Потенциальная энергия

В отличие от кинетической энергии, потенциальная чаще всего тем меньше, чем скорость больше. Потенциальная энергия — это энергия ожидания действия.

Например, потенциальная энергия у сжатой пружины будет очень велика, потому что такая конструкция может привести к действию, а следовательно — к увеличению кинетической энергии. То же самое происходит, если тело поднять на высоту. Чем выше мы поднимаем тело, тем больше его потенциальная энергия.

Потенциальная энергия деформированной пружины

Еп — потенциальная энергия [Дж]

k — жесткость [Н/м]

x — удлинение пружины [м]

Потенциальная энергия в поле тяжести

Еп = mgh

Еп — потенциальная энергия [Дж]

m — масса тела [кг]

g — ускорение свободного падения [м/с2]

h — высота [м]

На планете Земля g ≃ 9,8 м/с2

Задачка раз

Найти потенциальную энергию рака массой 0,1 кг, который свистит на горе высотой 2500 метров. Ускорение свободного падения считать равным 9,8 м/с2.

Решение:

Формула потенциальной энергии Еп = mgh

Подставляем значения

Eп = 0,1 · 9,8 · 2500 = 2450 Дж

Ответ: потенциальная энергия рака, свистящего на горе, равна 2450 Дж.

Задачка два

Найти высоту горки, с которой собирается скатиться лыжник массой 65 кг, если его потенциальная энергия равна 637 кДж. Ускорение свободного падения считать равным 9,8 м/с2.

Решение:

Формула потенциальной энергии Еп = mgh

Выразим высоту:

Переведем 637 кДж в Джоули.

637 кДж = 637000 Дж

Подставляем значения

м

Ответ: высота горы равна 1000 метров.

Задачка три

Два шара разной массы подняты на разную высоту относительно поверхности стола (см. рисунок). Сравните значения потенциальной энергии шаров E1 и E2. Считать, что потенциальная энергия отсчитывается от уровня крышки стола.

Решение:

Потенциальная энергия вычисляется по формуле: E = mgh

По условию задачи

m1 = m

h1 = 2h

m2 = 2m

h2 = h

Таким образом, получим, что

E1 = mg2h = 2mgh,

а E2 = 2mgh,

то есть E1 = E2.

Ответ: E1 = E2.

Закон сохранения энергии

В физике и правда ничего не исчезает бесследно. Чтобы это как-то выразить, используют законы сохранения. В случае с энергией — Закон сохранения энергии.

Закон сохранения энергии

Полная механическая энергия замкнутой системы остается постоянной.

Полная механическая энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергий. Математически этот закон описывается так:

Закон сохранения энергии

Еполн. мех. = Еп + Eк = const

Еполн. мех. — полная механическая энергия системы [Дж]

Еп — потенциальная энергия [Дж]

Ек — кинетическая энергия [Дж]

const — постоянная величина

Задачка раз

Мяч бросают вертикально вверх с поверхности Земли. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Как изменится высота подъёма мяча при увеличении начальной скорости мяча в 2 раза?

Решение:

Должен выполняться закон сохранения энергии:

В начальный момент времени высота равна нулю, значит Еп = 0. В этот же момент времени Ек максимальна.

В конечный момент времени все наоборот — кинетическая энергия равна нулю, так как мяч уже не может лететь выше, а вот потенциальная максимальна, так как мяч докинули до максимальной высоты.

Это можно описать соотношением:

Еп1 + Ек1 = Еп2 + Ек2

0 + Ек1 = Еп2 + 0

Ек1 = Еп2

Разделим на массу левую и правую часть

Из соотношения видно, что высота прямо пропорциональна квадрату начальной скорости, значит при увеличении начальной скорости мяча в два раза, высота должна увеличиться в 4 раза.

Ответ: высота увеличится в 4 раза

Задачка два

Тело массой m, брошенное с поверхности земли вертикально вверх с начальной скоростью v0, поднялось на максимальную высоту h0. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Чему будет равна полная механическая энергия тела на некоторой промежуточной высоте h?

Решение

По закону сохранения энергии полная механическая энергия изолированной системы остаётся постоянной. В максимальной точке подъёма скорость тела равна нулю, а значит, оно будет обладать исключительно потенциальной энергией Емех = Еп = mgh0.

Таким образом, на некоторой промежуточной высоте h, тело будет обладать и кинетической и потенциальной энергией, но их сумма будет иметь значение Емех = mgh0.

Ответ: Емех = mgh0.

Задачка три

Мяч массой 100 г бросили вертикально вверх с поверхности земли с начальной скоростью 6 м/с. На какой высоте относительно земли мяч имел скорость 2 м/с? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Решение:

Переведем массу из граммов в килограммы:

m = 100 г = 0,1 кг

У поверхности земли полная механическая энергия мяча равна его кинетической энергии:

Дж

На высоте h потенциальная энергия мяча есть разность полной механической энергии и кинетической энергии:

Дж

м

Ответ: мяч имел скорость 2 м/с на высоте 1,6 м

Переход механической энергии во внутреннюю

Внутренняя энергия — это сумма кинетической энергии хаотичного теплового движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. То есть та энергия, которая запасена у тела за счет его собственных параметров.

Часто механическая энергия переходит во внутреннюю. Происходит этот процесс путем совершения механической работы над телом. Например, если сгибать и разгибать проволоку — она будет нагреваться.

Или если кинуть мяч в стену, часть энергии при ударе перейдет во внутреннюю.

Задачка

Какая часть начальной кинетической энергии мяча при ударе о стену перейдет во внутреннюю, если полная механическая энергия вначале в два раза больше, чем в конце?

Решение:

В самом начале у мяча есть только кинетическая энергия, то есть Емех = Ек.

В конце механическая энергия равна половине начальной, то есть Емех/2 = Ек/2

Часть энергии уходит во внутреннюю, значит Еполн = Емех/2 + Евнутр

Емех = Емех/2 + Евнутр

Емех/2 = Евнутр

Евнутр = Ек/2

Ответ: во внутреннюю перейдет половина начальной кинетической энергии

Закон сохранения энергии в тепловых процессах

Чтобы закон сохранения энергии для тепловых процессов был сформулирован, было сделано два важных шага. Сначала французский математик и физик Жан Батист Фурье установил один из основных законов теплопроводности. А потом Сади Карно определил, что тепловую энергию можно превратить в механическую.

Вот что сформулировал Фурье:

При переходе теплоты от более горячего тела к более холодному температуры тел постепенно выравниваются и становятся едиными для обоих тел — наступает состояние термодинамического равновесия.

Таким образом, первым важным открытием было открытие того факта, что все протекающие без участия внешних сил тепловые процессы необратимы.

Дальше Карно установил, что тепловую энергию, которой обладает на­гретое тело, непосредственно невозможно превратить в механиче­скую энергию для производства работы. Это можно сделать, только если часть тепловой энергии тела с большей температурой передать другому телу с меньшей температурой и, следовательно, нагреть его до более высокой температуры.

Закон сохранения энергии в тепловых процессах

При теплообмене двух или нескольких тел абсолютное количество теплоты, которое отдано более нагретым телом, равно количеству теплоты, которое получено менее нагретым телом.

Математически его можно описать так:

Уравнение теплового баланса

Qотд = Qпол

Qотд — отданное системой количество теплоты [Дж]

Qпол — полученное системой количество теплоты [Дж]

Данное равенство называется уравнением теплового баланса. В реальных опытах обычно получается, что отданное более нагретым телом количество теплоты больше количества теплоты, полученного менее нагретым телом:

Это объясняется тем, что некоторое количество теплоты при теплообмене передаётся окружающему воздуху, а ещё часть — сосуду, в котором происходит теплообмен.

Чтобы разобраться в задачках, читайте нашу статью про агрегатные состояния вещества.

Задачка раз

Сколько граммов спирта нужно сжечь в спиртовке, чтобы нагреть на ней воду массой 580 г на 80 °С, если учесть, что на нагревание пошло 20% затраченной энергии.

Удельная теплота сгорания спирта 2,9 · 107 Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг · °С).

Решение:

При нагревании тело получает количество теплоты

Q = cmΔt ,

где c — удельная теплоемкость вещества

При сгорании тела выделяется энергия

Qсгор = q · mсгор,

где q — удельная теплота сгорания топлива

По условию задачи нам известно, что на нагревание воды пошло 20% энергии, полученной при горении спирта.

То есть:

Ответ: масса сгоревшего топлива равна 33,6 г.

Задачка два

Какое минимальное количество теплоты необходимо для превращения в воду 500 г льда, взятого при температуре −10 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. Удельная теплоемкость льда равна 2100 Дж/кг · ℃, удельная теплота плавления льда равна 3,3 · 105 Дж/кг.

Решение:

Для нагревания льда до температуры плавления необходимо:

Qнагрев = cmΔt

Qнагрев = 2100 · 0,5 · (10 − 0) = 10 500 Дж

Для превращения льда в воду:

Qпл = λm

Qпл = 3,3 · 105 · 0,5 = 165 000 Дж

Таким образом, для превращения необходимо затратить:

Q = Qнагрев + Qпл = 10 500 + 165 000 = 175 500 Дж = 175,5 кДж

Ответ: чтобы превратить 0,5 кг льда в воду при заданных условиях необходимо 175,5 кДж тепла.

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание


  • 1 Учебники

  • 2 Механика


    • 2.1 Кинематика

    • 2.2 Динамика

    • 2.3 Законы сохранения

    • 2.4 Статика

    • 2.5 Механические колебания и волны

  • 3 Термодинамика и МКТ


    • 3.1 МКТ

    • 3. 2 Термодинамика

  • 4 Электродинамика


    • 4.1 Электростатика

    • 4.2 Электрический ток

    • 4.3 Магнетизм

    • 4.4 Электромагнитные колебания и волны

  • 5 Оптика. СТО


    • 5.1 Геометрическая оптика

    • 5.2 Волновая оптика

    • 5. 3 Фотометрия

    • 5.4 Квантовая оптика

    • 5.5 Излучение и спектры

    • 5.6 СТО

  • 6 Атомная и ядерная


    • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория

    • 6.2 Ядерная физика

  • 7 Общие темы

  • 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

  1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
  2. разработки уроков, тем;
  3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
  4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны


Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение


Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны


Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО


Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы


Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Понимание силы волн

Электромагнитная энергия используется для питания современного мира.

Без передовых электромагнитных технологий, сотовых телефонов и компьютеров, Bluetooth, систем GPS, спутниковых изображений и научного понимания нашей планеты и космоса, какими мы их знаем, было бы невозможно.

Поскольку технологические приложения и устройства продолжают развиваться, взаимная уверенность в электромагнитных технологиях и их более глубокое понимание становятся более важными, чем когда-либо.

Читайте дальше, чтобы узнать больше об электромагнитном мире, в котором мы живем.  

Что такое электромагнитная энергия?

Электромагнитная энергия — это лучистая энергия, которая распространяется волнами со скоростью света.

Его также можно описать как лучистую энергию, электромагнитное излучение, электромагнитные волны, свет или движение излучения.

Электромагнитное излучение может передавать тепло. Электромагнитные волны переносят тепло, энергию или световые волны через вакуум или среду из одной точки в другую. Это действие считается электромагнитной энергией.

Электромагнитное излучение было открыто Джеймсом Клерком Максвеллом, физиком 19-го века, чьи открытия сильно повлияли на то, что впоследствии стало известно как квантовая механика.

Когда дело доходит до того, как это работает, мы можем думать об электромагнитной энергии или излучении, как об обычной океанской волне. В этой метафоре излучение — это вода. Электромагнитные волны — это океанские волны, а электромагнитная энергия производится волнами, переносящими воду из середины океана на берег.

Эта энергия лучше всего иллюстрируется мощностью, необходимой для перемещения всей этой воды на большие расстояния. Реальная передача и генерация электромагнитной энергии немного сложнее.

Почтовый индекс

Как работают электромагнитные волны?

Электромагнитная энергия состоит из изменяющихся магнитных и электрических полей, передающих электромагнитную энергию. Положительные заряды создают электрические поля или окружают заряженное пространство, излучающее наружу. Когда этой заряженной частицей манипулируют — например, перемещая ее вверх и вниз — вы изменяете электрическое поле.

Магнитные токи также создают магнитные поля. Изменения магнитного поля могут происходить, когда магнитный ток колеблется. Магнитные поля и электрические поля влияют друг на друга, и когда одна область колеблется и движется, другая тоже. Магнитные поля распространяются в горизонтальной плоскости, а электрические поля распространяются вертикально, что позволяет выравнивать поляризованные электромагнитные поля.

Электрическое и магнитное распространение или распространение волн являются важными компонентами электромагнитных волн. Изменение магнитного поля может вызвать изменение электрического поля, которое может вызвать изменение магнитного поля и так далее. В результате возникает цепная реакция, и вместе эти поля колеблются перпендикулярно друг другу и создают поперечные электромагнитные волны.

Волны распространяются в носителях, содержащих частицы излучения, называемые фотонами, которые не имеют массы и могут двигаться со скоростью света.

Поперечные волны, питаемые магнитными полями и важными фотонами, движут волны электромагнитной энергии.

Набор потенциальных частот и длин волн, которые могут иметь электромагнитные волны, называется электромагнитным спектром.

Что такое электромагнитный спектр?

источник

Электромагнитный спектр представляет собой диапазон частот и длин волн электромагнитного излучения. Каждый тип волны и комбинации частот создает разные формы энергии.

Электромагнитная частота эквивалентна количеству гребней волны, достигающих определенной точки каждую секунду. О частоте также можно думать как о каждом пике волны, когда она катится и движется. Это измерение частоты, одного цикла волны в секунду, называется герцем (Гц).

Герц назван в честь немецкого физика Генриха Герца, который экспериментировал с радиоволнами, чтобы доказать, что скорость волн равна скорости света или излучения. Это было грандиозное открытие в области электромагнитной энергии.

Скорость волны равна длине волны, умноженной на частоту. По мере увеличения частоты длина волны уменьшается, и тем мощнее становится электромагнитная волна.

Энергия электромагнитных волн измеряется в электрон-вольтах. Эта единица представляет собой кинетическую энергию, необходимую для переноса электронов через вольтовый потенциал. Другими словами, энергия измеряется тем, сколько энергии необходимо для создания большего количества волн или пиков.

Чем меньше электромагнитная волна, тем больше может быть волн и тем больше энергии. Более длинная длина волны означает меньше энергии и, следовательно, более низкую частоту. Думайте об электромагнитном спектре как о прямой горизонтальной линии, которую вы читаете слева направо.

В левом конце спектра у вас более низкая частота или герц и большая длина волны. На правом конце у вас есть меньшие формы волны и более высокая частота или герц.

По мере того, как вы путешествуете от одного конца спектра к другому, электромагнитная энергия становится более значимой, поскольку частота становится более интенсивной.

Электромагнитное излучение всего спектра  

Спектр охватывает семь типов электромагнитного излучения:  

Радиоволны

В начале электромагнитного спектра находятся низкочастотные радиоволны.

Низкочастотные радиоволны имеют самую большую длину волны и самую низкую энергию в спектре, а их размер варьируется от длины футбольного поля до размеров планеты Земля.

Радиоволны позволяют нам слушать радио через радиочастоту, как и ожидалось, но также используются в телескопах для наблюдения за космосом.

Микроволны  

Хотя микроволны схожи по частоте и размеру с радиоволнами, они отличаются технологиями, необходимыми для доступа к ним, и технологиями, которые они могут предоставить. Различные виды микроволн характеризуются размером их длины волны.

Например, микроволны C-диапазона или среднего размера проходят сквозь облака, снег, дождь, пыль, дым или дымку и (обеспечивают) спутниковую связь, в то время как микроволны L-диапазона используются для работы систем глобального позиционирования (GPS). .

Микроволны также обеспечивают работу телевизионных и мобильных сигналов, и, конечно же, микроволновых печей.

Инфракрасные волны 

Инфракрасные волны, также известные как инфракрасный свет или излучение, могут быть обнаружены человеком по теплу.

Инфракрасная часть электромагнитного спектра содержит три подсектора: ближний инфракрасный, средний и дальний инфракрасный.

Дальний инфракрасный диапазон также называют тепловым инфракрасным, так как он лучше всего подходит для наблюдения за тепловой или тепловой энергией. Инфракрасная электромагнитная энергия используется для обнаружения и просмотра объектов в космосе, мониторинга и отслеживания температурных режимов Земли, просмотра объектов или тепловой энергии с помощью тепловидения и переключения каналов на телевизоре с помощью пульта дистанционного управления.

Видимый свет  

Традиционно ближе к середине электромагнитного спектра находится спектр видимого света. Это часть спектра, которую может видеть человеческий глаз.

Каждый тип электромагнитного излучения считается светом, но поскольку это единственный электромагнитный свет, воспринимаемый людьми, его называют видимым светом или видимым спектром.

Спектр видимого света дает нам радугу — каждый цвет радуги представляет собой длину волны разного размера. Например, красный цвет имеет самую большую длину волны, а фиолетовый — самую короткую.

Почтовый индекс

Ультрафиолетовые (УФ) волны 

Ультрафиолетовые волны, также известные как ультрафиолетовое излучение и ультрафиолетовое излучение, относятся к высокочастотному диапазону спектра из-за меньшей длины волны и большей энергии.

Ультрафиолетовое излучение подразделяется на крайние уровни, включая ближний, средний, дальний и экстремальный ультрафиолетовый свет. Однако ультрафиолетовый свет может быть опасен для человека, если встречается в избытке из-за его более высокой частоты и более высокой энергии.

Ультрафиолетовый свет может повредить нашу кожу, вызывая солнечные ожоги, разрушая наши клетки и даже воздействуя на нашу ДНК. Вот почему люди наносят солнцезащитный крем — чтобы защитить кожу от УФ-излучения, испускаемого солнцем.

Рентгеновские лучи 

Предпоследнее обозначение в электромагнитном спектре относится к рентгеновским лучам. Эти лучи имеют очень высокую энергетическую частоту и гораздо более короткую длину волны — они могут быть размером с атом.

Температура объекта определяет длину волны рентгеновского излучения, более горячие длины волн короче, и наоборот. Рентгеновские лучи известны своим использованием в медицинской визуализации, которая создает тени объектов на рентгеновских пленках после того, как рентгеновские волны проходят через тело человека.

Рентгеновские волны также опасны, когда человеческое тело подвергается слишком сильному облучению. Вот почему пациенты, получающие медицинские рентгеновские снимки, носят защитное снаряжение, а рентгенологи покидают комнату во время захвата изображения.

Гамма-лучи 

В правом конце спектра, дальше всего от радиоволн, находятся гамма-лучи, имеющие короткие длины волн, но самую высокую энергетическую частоту. В результате гамма-волны являются самыми мощными электромагнитными волнами.

Гамма-лучи генерируются взрывами сверхновых, черными дырами, ядерными реакциями, ядерным распадом и молнией. Эти всплески лучей настолько мощны, что, по данным НАСА, они могут генерировать больше энергии за 10 секунд, чем Солнце за всю свою жизнь.

Безопасна ли электромагнитная энергия?

источник

Опасности, связанные с электромагнитными волнами, вызывают вопрос, безопасна ли электромагнитная энергия.

Электромагнитное излучение зависит от различных типов излучения, которые меняются во всем электромагнитном спектре.

Ионизирующее излучение индуцируется самыми высокими частотами электромагнитной энергии, включая ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи.

Гамма-излучение представляет угрозу ионизированного излучения, вызванного ядерными реакциями и событиями. Кроме того, ядерный распад также может представлять опасность для здоровья при ионизированном излучении и производится либо гамма-лучами, либо рентгеновскими лучами. Воздействие ионизирующего излучения может вызвать канцерогенное повреждение ДНК, лучевую болезнь и даже смерть.

Неионизирующее излучение, однако, не содержит энергии, достаточной для того, чтобы создавать чрезвычайные радиационные проблемы или опасности. Это тип излучения, который излучают волны более низкой частоты (например, видимый свет, микроволны или радиоволны).

Неионизирующее излучение — это тип излучения, которому люди обычно подвергаются при использовании технологий, излучающих электромагнитные волны, таких как мобильные телефоны, телевизоры, компьютеры, линии электропередач или микроволновые печи.

Однако по мере продолжения глобального потепления низкочастотное излучение будет смещаться в сторону более тревожных уровней. Солнечный свет излучается на Землю, а затем отправляется обратно в космос посредством радиации. Но парниковые газы — тип загрязнения, вызванный выбросами, — могут задерживать это излучение в атмосфере Земли, создавая эффект парниковых газов и увековечивая глобальное потепление.

Почему важна электромагнитная энергия?

По мере того, как состояние окружающей среды планеты становится все более серьезной проблемой, растет и наша потребность в понимании электромагнитного излучения. Ученым необходимо будет продолжать свои исследования в области излучения и электромагнитной энергии, в то время как потребность в возобновляемой и устойчивой энергии растет.

Более того, постоянное технологическое развитие компьютеров, телефонов, энергоэффективных приборов и возобновляемых источников энергии останется приоритетом для постоянно растущей потребности в связи и информации во все более густонаселенном мире.

Обучение и использование электромагнитной энергии позволит нам продолжать пользоваться электромагнитными волнами, питающими наш мир.

Предоставлено вам justenergy.com

Все изображения предоставлены по лицензии Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:

Энергия и материя: потоки, циклы и сохранение

Энергия и материя: потоки, циклы и сохранение | manoa.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth

Перейти к основному содержанию

Подходит для печати

Энергия и материя характеризуют как физические, так и биологические системы. Эти системы определяются как типами энергии и материи, которые они содержат, так и тем, как эта материя и энергия перемещаются через системы и между ними. В природных системах и энергия, и материя сохраняются внутри системы. Это означает, что энергия и материя могут менять форму, но не могут быть созданы или уничтожены. Энергия и материя часто циркулируют внутри системы, и различные формы материи и энергии могут взаимодействовать. Окружающая среда должна учитываться при изучении энергии и материи системы для изучения потока в систему и из нее. Ученые стремятся изучать потоки и взаимодействия материи и энергии, в то время как инженеры часто стремятся свести к минимуму ввод и максимизировать выход материи и энергии по отношению к данной системе.

 

Ученые и инженеры, изучающие океан и водные ресурсы, изучают различные типы материи и энергии. Например, биогеохимики описывают круговорот материи и преобразование энергии в больших и малых масштабах. Биогеохимики могут исследовать циклы элементов и соединений, таких как вода, углерод и ртуть (рис. 2.17). Некоторые экологи исследуют изменение стадий разложения китовых падений. Инженеры-океанологи разрабатывают способы преобразования энергии ветра и морских волн в электроэнергию, пригодную для использования людьми в прибрежных районах и за их пределами.

 

В соответствии с концепцией сквозная концепция энергии и материи может использоваться для развития понимания в физических дисциплинах, науках о жизни и науках о Земле. Из-за абстрактного и сложного характера энергии NGSS не вводит понятия энергии до третьего класса. На этом уровне учащиеся могут понимать потоки энергии в системы и из них. Материя также может быть абстрактным понятием, особенно на молекулярном уровне. По этой причине идея атомов не вводится в NGSS до средней школы. Однако все учащиеся могут наблюдать и описывать перенос материи на макроскопическом уровне. В средней и старшей школе может развиваться понятие о преобразовании форм материи и энергии. Соответствующие исследования могут быть использованы для устранения распространенных заблуждений о материи и энергии.