Site Loader
Posted on 19.02.1974

Содержание

Физически это возможно. Том II – Огонек – Коммерсантъ

Теоретическая физика – это игра ума, признает профессор Китаев. Вот только потом наступает стадия мучительных вычислений

Фото: Коммерсантъ / Евгений Гурко

Можно ли с помощью черных дыр перемещаться во времени? Как научиться управлять квантовым хаосом и построить мост между параллельными Вселенными? На эти фантастические вопросы уже ищут ответы физики-теоретики. О черных дырах, которые снова в поле интереса ученых из разных областей науки, «Огонек» поговорил с профессором Калифорнийского технологического института Алексеем Китаевым.

— Алексей Юрьевич, в последнее время появилось много работ, связанных с черными дырами. Прежде чем перейти к разговору о том, с чем это связано, начнем с начала: что наука знает об этих загадочных объектах?

— Мы знаем, что черная дыра — это очень массивный, но относительно небольшой объект. У нее настолько сильное гравитационное поле, что изнутри ничто не может вырваться, даже свет. Большинство черных дыр возникает из обычных звезд, которые в конце своей жизни сильно сжимаются, и в какой-то момент наступает коллапс — выглядит это как взрыв.

— То есть масса остается, а объем исчезает?

— Да, при этом происходит очень сложный процесс: внутренняя часть превращается в черную дыру или в нейтронную звезду, а оболочка звезды разлетается с большой скоростью. После этого взрыва остается черная дыра с массой в несколько раз больше массы Солнца. Черные дыры возникают и в центрах галактик. Например, в центре нашей галактики есть черная дыра, которая в три миллиона раз тяжелее Солнца.

Наш человек в Калтехе / Визитная карточка

Выпускник МФТИ (1986), Алексей Китаев в свои 56 — один из самых авторитетных физиков-теоретиков в мире

Алексей Китаев начинал путь ученого в Институте теоретической физики им. Ландау в Черноголовке. В 1999–2001 годах — исследователь в Microsoft Research в США. C 2002-го — профессор престижного Калифорнийского технологического института (Калтех). Сейчас работает там в качестве профессора теоретической физики и компьютерных наук на факультете физики, математики и астрономии, а также на факультете инженерии и прикладных наук. Член Международного консультативного совета Российского квантового центра.

Всю жизнь исследует загадочное поведение квантовых систем и возможность их применения в квантовом компьютере. Внес важный теоретический вклад в области физики конденсированного состояния, включая квазикристаллы и квантовый хаос. За эти работы получил так называемый грант гениев — стипендию фонда Макартуров. В 2012-м — премию Юрия Мильнера по фундаментальной физике за теоретическую гипотезу внедрения квантовой памяти и устойчивых квантовых вычислений с помощью топологических фаз с непарными майорановскими модами. В 2015-м — медаль Дирака, одну из самых престижных наград, присуждаемых ученым-физикам, за работы в области квантовой теории информации. В своей исследовательской работе главным образом фокусируется на нерешенных концептуальных проблемах физики.

Подробные комментарии прессе дает крайне редко. Нынешнее интервью «Огоньку» — первое в российской печати.

— А у черных дыр есть имена? Как эта, например, называется?

— Стрелец A*. По меркам сверхмассивных черных дыр, Стрелец А* — спокойный объект. Но в мае прошлого года он вдруг «ожил»: на пару часов интенсивность излучения в инфракрасном диапазоне выросла в 75 раз — это, кстати, крупнейшее подобное событие за все время наблюдений. Затем активность вернулась на прежний уровень. А в другой галактике есть черная дыра, масса которой в несколько миллиардов раз больше массы Солнца. Именно ее в прошлом году удалось запечатлеть на фото.

— Это первое в истории фото сверхмассивной черной дыры в галактике М87 журнал Science назвал главным научным прорывом года.

— На самом деле это не обычное фото. Опубликованная фотография была синтезирована коллаборацией Event Horizon Telescope из изображений со многих радиотелескопов. На ней видно излучение от горячего газа вокруг черной дыры, а в середине изображения — как будто дырка. Это, по сути, тень черной дыры. Так как сама она поглощает свет, мы ее не видим. Более того, когда свет проходит мимо черной дыры, он искривляется. Поэтому размер этой «дырки» на фотографии больше, чем размер черной дыры на самом деле.

— Когда черные дыры попали в поле интереса ученых?

— Черные дыры — одни из самых загадочных объектов Вселенной. Они интересны тем, что являются источниками очень мощного гравитационного излучения. Например, когда две черные дыры сливаются в одну, возникает всплеск гравитационных волн, который, что замечательно, мы можем обнаружить на Земле.

Алексей Китаев начинал путь ученого в Институте теоретической физики им. Ландау в Черноголовке

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

Вообще, идея о том, что свет не сможет вырваться из очень большой звезды, давняя. Об этом более 200 лет назад упоминал Пьер Лаплас. Но по-настоящему она обрела жизнь после того, как в 1915-м Эйнштейн получил уравнения для гравитационного поля, а Карл Шварцшильд нашел для них решение. Надо сказать, что понять и осмыслить это решение было сложно, поэтому понадобилась работа других физиков, чтобы его правильно интерпретировать.

— Что из него следовало?

— В частности, что предметы, попавшие в черную дыру, не возвращаются обратно. Они пересекают горизонт событий (точнее, так называемый горизонт будущего, из-за которого можно вернуться, только двигаясь назад во времени). В принципе, предметы могут вылетать из другой области пространства-времени внутри черной дыры, из-за «горизонта прошлого». Однако непонятно, откуда они там возьмутся.

— Не так давно гравитационные волны, о которых тогда же писал Эйнштейн, были открыты физически.

— Это произошло почти спустя сто лет после того, как он открыл их теоретически. В первый раз гравитационные волны от слияния двух черных дыр были открыты в 2015-м. По сути, такие волны — это колебания пространства-времени. Но так как пространство само очень жесткое, эти колебания очень слабые.

— Большинство людей представляют себе пространство как пустоту, в которой что-то происходит, нечто типа пустого склада. А как представить жесткое пространство?

— Это довольно сложно. Нам, например, тяжело представить, что сумма углов треугольника может отличаться от 180 градусов. Для этого нужно, чтобы пространство деформировалось, искривлялось, шло рябью и так далее. Едущий по улице автомобиль или колышущиеся занавески гонят гравитационную волну и искривляют пространство. Только очень слабо. Ни один детектор не сможет это зафиксировать, потому что, повторюсь, на самом деле пространство очень жесткое.

Замести следы

— Так как пощупать черные дыры в центре галактик невозможно и даже наблюдать за ними можно с большой долей условности — лишь по изменениям среды вокруг них, то основной инструмент их изучения, если я правильно поняла,— теория. И сегодня эта область, судя по числу публикаций, стала важной частью мировой науки. Почему именно сейчас?

— Это связано с тем, что черные дыры порождают много необычных явлений, которые вполне можно изучить теоретически. В каком-то смысле создание подобных теорий — игра ума, но при этом такая игра существенно продвигает наше представление о глобальных законах мироздания, в частности, дает надежду решить одну из основных открытых проблем фундаментальной физики: как совместить квантовую механику и гравитацию (речь о создании так называемой теории всего, о чем ученые мечтают десятки лет.—

«О»).

— Можете назвать лидеров современной теоретической физики, о которых всем стоит знать?

— Несомненный лидер сегодня — Эдвард Виттен. Он известен работами в теории струн, теории поля и ряде областей математики, в частности, теории узлов (признан физическим сообществом как один из самых талантливых живущих физиков, преемник Эйнштейна.—

«О»). Другой безусловный лидер теоретической физики — Хуан Малдасена, профессор физики из Института передовых исследований в Принстоне. Он придумал соответствие между теориями в размерностях N и N+1, что связано с идеей квантовой голографии, о которой мы поговорим позже.

— В чем смысл вашей нынешней работы?

— Настоящие черные дыры существуют в космосе. Моя же работа теоретическая, и она в каком-то смысле про игрушечную черную дыру. То есть мы строим математическую модель и рассматриваем теоретические вопросы, игнорируя некоторые свойства настоящего мира.

Один из интересных вопросов, волнующих сегодня ученых в той области науки, которой я занимаюсь, звучит так: что будет с информацией, которая исчезла в черной дыре? Дело в том, что, согласно классической теории, если информация (говоря упрощенно, речь о любом, в том числе материальном, объекте.—

«О») попадет в черную дыру, то она бесследно исчезнет. Однако это противоречит принципам квантовой механики. Физики пытаются разобраться с этим парадоксом около 40 лет.

— Так куда же девается информация?

— Давайте для начала представим, что будет с информацией, если мы просто сожжем флешку. Сможем ли мы ее после этого каким-то образом извлечь? Теоретически сможем, так как микроскопические законы физики обратимы и информация останется закодирована в остатках от флешки и в излучении, которое получилось при сгорании. То есть практически восстановить ее нельзя, а теоретически можно — проследив за каждым атомом и заставив его двигаться в обратную сторону. В будущем, возможно, мы сможем это сделать (не для флешки, а для объекта поменьше) с помощью квантового компьютера, который может моделировать любой физический процесс. Если все операции будут точными, мы сможем прокрутить весь процесс назад внутри компьютера и восстановить информацию.

В 1999–2001 годах — исследователь в Microsoft Research в США

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

А что будет, если флешку сбросить в черную дыру? Теоретически мы можем проследить за частицами, пока они не спрячутся за горизонт событий черной дыры. Напомню, это такая поверхность, из-за которой нельзя вернуться. Пересекая этот горизонт, мы движемся в будущее, а, чтобы вернуться, нам нужно будет двигаться в прошлое. После того как частица пересекла горизонт, она через какое-то время попадает в сингулярность — область, где известные нам законы физики не работают. В итоге информация оказывается запертой внутри черной дыры и недоступной для внешнего наблюдателя.

— Заперта, но не исчезла же!

— Это еще не все. Примерно 40 лет назад Стивен Хокинг сделал поразительное открытие, обозначив сразу два свойства черных дыр. Первое — он открыл энтропию (энтропия — разрушение, нарастание хаоса — «О») черных дыр, подтвердив догадку Якова Бекенштейна. Второе — доказал, что черные дыры не только поглощают, как считалось до сих пор, но и излучают. Теперь это тепловое излучение черных дыр называется хокинговским. Из-за него черные дыры теряют массу — «испаряются» и в конце концов погибают вместе со спрятанной внутри информацией. Информационный парадокс черных дыр впервые осознали еще в середине 1970-х. Помимо Хокинга им занимались такие известные ученые, как Кип Торн (ведущий мировой эксперт по общей теории относительности, один из главных разработчиков детектора гравитационных волн LIGO, также известен как научный консультант фильма «Интерстеллар».— «О») и Джон Прескилл (ведущий специалист в области квантовых вычислений, в 2004-м выиграл пари века у Хокинга: Пресскил утверждал, что излучение черной дыры несет информацию, просто мы не можем ее расшифровать, а Хокинг — что информация, попав в черную дыру, навсегда пропадает в параллельной Вселенной.— «О»).

Первое объяснение того, как информация может выйти из черной дыры, придумал в конце 1980-х голландский ученый, нобелевский лауреат Герард Хоофт. Он заметил, что предметы, падающие в черную дыру, создают гравитационное возмущение вблизи горизонта прошлого, которое влияет на последующее излучение.

— То есть на нем появляется отпечаток из информации? Незадолго до своей кончины Стивен Хокинг как раз говорил, что решил информационный парадокс черной дыры: информация не пропадает внутри, а остается снаружи. Это даже породило странные околорелигиозные разговоры о том, что после разрушения любого предмета его «суть» остается записанной во Вселенной в виде голограммы.

— Про это я не знаю. Говоря об информации, тут ключевую идею высказал Хоофт. К сожалению, он претендовал на полное решение загадки черных дыр, что не способствовало пониманию. На самом деле его работа — это только одна дверь, которую нужно открыть на пути к решению. В последние годы было сделано еще несколько шагов, включая мою работу. Она имеет отношение к идеям Хоофта и еще к таким вещам, как эффект бабочки в квантовом хаосе. А буквально прошлой осенью стало понятно, где именно классическая теория (предсказывающая потерю информации) ошибается и как ее подправить, добавив совсем немножко квантовой механики.

Бабочка и квант

— Эффект бабочки в квантовом хаосе — звучит прекрасно. А что это такое?

— Ну начать придется издалека. Что такое хаос? Хаос — это когда происходит что-то сложное и непредсказуемое. Одно из свойств хаоса в том, что небольшое изменение в текущих событиях порождает большие изменения в будущем. Ученые исследовали этот вопрос в 1950-е. В итоге сегодня у нас есть два описания так называемого эффекта бабочки. Один в научной литературе связан с аттрактором (так называют состояние динамической системы, к которому она стремится.— «О») Лоренца. Напомню, что Эдвард Лоренц, родоначальник популярной сегодня теории хаоса, стал, по сути, основателем современных прогнозов в метеорологии, исследовал конкретную хаотическую систему и написал статью «Предсказуемость: может ли взмах крыла бабочки в Бразилии вызвать торнадо в Техасе?». Так и появился термин «эффект бабочки», известный сегодня всему миру. Взмах крыла бабочки в данном контексте должен восприниматься как маленькое изменение начальных условий, способное как вызвать, так и, предположим, погасить торнадо. Второе описание эффекта бабочки мы все знаем по литературному произведению Брэдбери. Собственно, в чем состоит интерес ученых? Они задались вопросом, как описать хаос математически, как его измерить и просчитать.

Черная дыра в разрезе. Вот как на современном этапе ученые представляют устройство самых загадочных объектов Вселенной. Уточнения, понятное дело, следуют

К сожалению, прямое наблюдение хаоса очень затруднительно, потому что существует всего два способа отличить истинный хаос от кажущейся сложности и непонимания закономерностей. Первый -– создать вторую копию мира и посмотреть, что там будет без какого-либо воздействия. Действительно, если мы возьмем два идентичных мира, в одном из которых бабочка взмахнет крылом, а в другом нет, то события в истории этих двух миров будут расходиться. Ученые делают подобные работы при помощи математических моделей. Другой способ — прокрутить, как мы говорили, все процессы назад. В принципе, это возможно, поскольку законы физики, как обсуждалось раньше, на микроскопическом уровне обратимы. Но мы пойдем дальше и будем сегодня говорить не просто о хаосе, а о квантовом хаосе, который имеет непосредственное отношение к черным дырам.

— Что это такое?

— Идея квантового хаоса впервые появилась в работе Анатолия Ларкина и Юрия Овчинникова 50 лет назад. Вряд ли они тогда думали о таких нереализуемых вещах, как возможность прокрутить время назад. Они решали конкретную физическую задачу про сверхпроводимость. Но в формулах обнаружилось очень странное явление, и они попытались в нем разобраться.

Одна из формул содержала «коррелятор, неупорядоченный по времени». Ларкин и Овчинников поняли, что эта математическая величина характеризует хаос.

По сути, она описывает процесс путешествия по времени назад.

— То есть теоретически это возможно?

— Да. Обычно, когда мы вычисляем что-то про реальный физический мир, то движемся по времени вперед и вычисляем вероятность некоторого события в будущем. А здесь нужно двигаться вперед, потом назад во времени, а потом опять вперед. Долгое время эта область не развивалась, но совсем недавно, буквально несколько лет назад, ей опять заинтересовались, и сегодня это важная часть современной науки.

— С чем связано возрождение интереса?

— Отчасти с черными дырами. В частности, физики-теоретики Стивен Шенкер и Дуглас Стэнфорд написали работу про эффект бабочки в черных дырах, с которых мы начали разговор. Черные дыры на квантовом уровне проявляют хаотичное поведение, подобное эффекту бабочки. Роль бабочки здесь выполняет любой предмет, который падает в черную дыру. Причем даже сброс одной частицы может серьезно повлиять на будущие события. Последствия маленького изменения в черной дыре возрастают настолько быстро, насколько это вообще физически возможно. Этот рост последствий делает черные дыры самой хаотичной системой, которая может существовать в природе.

— Вы создали математическую модель SYK (модель Сачдева — Йе — Китаева), которая как раз позволяет «прокручивать» время в черной дыре вперед и назад и смотреть, что будет, если на нее будут воздействовать разные объекты?

C 2002-го — профессор престижного Калифорнийского технологического института (Калтех)

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— Да, чтобы понять, как тот или иной объект повлиял на черную дыру, нужно провести мысленный эксперимент, где мы в какой-то момент прокручиваем время назад, а потом что-то меняем и прокручиваем опять вперед, как в рассказе Брэдбери. Этот процесс математически как раз описывается корреляторами, неупорядоченными по времени. Звучит довольно искусственно, даже для теоретика, но как иначе узнать что-то о горизонте событий, оставаясь снаружи? В какой-то момент я понял, что неупорядоченные по времени корреляторы нужно изучать: их можно определить для разных систем, но в черных дырах они особенные. Потом я нашел подходящую модель, в которой эти корреляторы отвечают максимально быстрому росту возмущений — в точности как в черных дырах. На основе моей модели Малдасена и Чи придумали новую модель. В ней, например, можно моделировать такое интересное явление, как телепортация.

— А кротовые норы, позволяющие перемещаться из одной Вселенной в другую, согласно современным представлениям, существуют?

— Теоретически да. Если возвращаться к классическим черным дырам, есть такое понятие, как кротовая нора, или Мост Эйнштейна — Розена. Это когда за черной дырой, за ее горизонтом событий есть другая черная дыра, которая может находиться в другой Вселенной, но при этом они каким-то образом связаны. То есть пространство и время между ними общее. Правда, из одной Вселенной попасть в другую все равно нельзя. Пространство и время устроены так, что наблюдатель из каждой Вселенной может попасть внутрь черной дыры. Время жизни внутри черной дыры ограничено, потому что любой объект рано или поздно ударяется в сингулярность. Если черная дыра очень большая, такая, что до сингулярности лететь сто лет, это не страшно.

Находясь за горизонтом, можно увидеть другую Вселенную и даже встретиться с путешественником оттуда, но это тупик. Недавно появились модели, в которых по этому мостику все-таки можно пройти.

Есть очень узкая область пространства-времени, которая реально соединяет один мир с другим.

— Над чем вы собираетесь работать в ближайшее время?

— В рамках модели SYK я надеялся получить ответы на вопросы, связанные с квантовой голографией. Согласно идее Хоофта и более конкретной теории Малдасены, внутреннее состояние черной дыры закодировано на ее поверхности. Хотелось бы описать эту кодировку в достаточно простой модели. Модель SYK для этого не подошла, потому что она слишком простая. Теперь я хочу создать новую модель.

Физика на завтра

— Вы — автор ряда идей, изменивших современную физику. Скажите честно: работа физика-теоретика похожа на озарение или это кропотливый труд с формулами?

— Безусловно, элемент озарения есть. Сначала ты пытаешься разобраться в интересном вопросе интуитивно. Но так как интуиция любого человека основана на опыте, на знаниях, то в итоге ее уже не хватает, и тогда уже нужно догадку проверять вычислениями, формулировать задачу математически, вычислять и смотреть, что получится. На этом этапе, когда нужно возиться с формулами и по многу раз перепроверять решения, это не так интересно. Но когда все сошлось, появляется уверенность и новая интуиция, и тогда можно двигаться дальше.

— Ваша модель SYK произвела настоящий фурор в научном мире — сегодня ее развивают самые знаменитые физики, те же Виттен и Малдасена. Более того, некоторые именно ее прочат на звание той самой «модели всего», которую так ищут физики.

— Я бы не сказал, что это «теория всего». Она отвечает на конкретные вопросы: когда я ее создавал, то хотел получить ответы на некоторые вопросы, касающиеся черной дыры. Более полная и подробная модель в этом отношении — теория струн, но одновременно она очень сложная, и делать в ее рамках какие-то вычисления очень тяжело. Вот я и задумал подобрать простую рабочую модель.

— Какие задачи вдохновляют сейчас физиков-теоретиков? Что их интересует помимо сгинувшей в черной дыре информации?

— Основная задача — понять квантовую гравитацию. Если удастся, есть надежда, что одновременно решатся и другие задачи. В частности, появится шанс понять, откуда взялась Вселенная, потому что существующие законы физики позволяют проследить развитие Вселенной назад во времени до определенного мига — до Большого взрыва, а дальше возникает неопределенность, и мы не можем узнать, что было в начале.

— Давайте мы тоже вернемся обратно во времени. Вы сами когда увлеклись наукой?

— Интерес к физике у меня с детства, спасибо родителям. Они работали в Воронежском университете в области электроники и радиотехники и, когда мне было лет семь, несколько раз брали меня в свою лабораторию, давали поиграть с осциллографом. На его экране возникали разные красивые фигуры, мне было очень интересно разобраться, что это означает… Затем учился в хорошей математической школе в Воронеже, потом в МФТИ. Сначала я пошел на прикладную математику, но понял, что мне эта тема не очень интересна. Сдав экзамен, поступил в теоргруппу. Наша база была в Черноголовке, в знаменитом Институте теоретической физики имени Ландау. Преподаватели были замечательные: мой руководитель Валерий Леонидович Покровский (сейчас работает в Техасе), Лев Петрович Горьков (крупнейший специалист по сверхпроводимости, умер в США в 2016-м.— «О»), Герасим Матвеевич Элиашберг, Дима (Давид Ефраимович) Хмельницкий и Исаак Маркович Халатников. Я всем им очень благодарен. В середине 1980-х Институт Ландау был одним из лучших мест в мире по теоретической физике. Возможно, самым лучшим. С каким бы вопросом ты ни сталкивался, всегда можно было найти человека, который разбирался в этой области.

— Александр Белавин в интервью «Огоньку» (см. № 30 за 2019 год) рассказывал про семинары в Институте Ландау, где летом под соснами могли что-либо обсуждать с утра до вечера, чем сильно удивляли, к примеру, коллег из США. А вы сами не скучаете по такому подходу в Америке?

— Ну это традиция, связанная со школой Ландау: она порождала людей с очень широким образованием в физике, поэтому они понимали друг друга, даже если речь шла о другой области. Потом все стало меняться. Во-первых, физика стала очень большой, и такого универсального подхода больше не будет. Во-вторых, в 1990-е сами люди разъехались. Сейчас в США, в Калтехе, где я работаю, таких семинаров нет. Есть общие коллоквиумы, где люди доступно рассказывают о своей теме большой аудитории физиков. Есть семинары для специалистов в определенной области, но и там обсуждение нечасто затягивается на несколько часов.

— Вы перебрались в США на общей волне, проработав лет десять лет в России. Сложно было менять привычки?

— В отличие от многих моих коллег, я вначале не искал постоянной работы за границей. Мне повезло, что появилась возможность поработать несколько месяцев в Израиле и во Франции. Это было хорошо и в материальном плане, и в плане знакомства с учеными. В итоге в Америку я попал в 1998-м, когда у меня уже были известные работы по квантовым вычислениям. Первый год работал в Калтехе, после этого два года в Майкрософт, тоже в области квантовых вычислений, затем вернулся в Калтех.

Сейчас работает там в качестве профессора теоретической физики и компьютерных наук на факультете физики, математики и астрономии, а также на факультете инженерии и прикладных наук

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— В свое время вы выдвинули революционную концепцию «топологического» квантового компьютера. В Майкрософт именно под реализацию вашей идеи была создала лаборатория?

— В Майкрософт я начал заниматься квантовыми вычислениями вместе с Майклом Фридманом — известным топологом, лауреатом премии Филдса (аналог Нобелевской премии для математиков.— «О»). Несколько лет спустя он создал свою лабораторию (филиал Майкрософт) в Санта-Барбаре, которая называется Station Q. Я же после работы в Майкрософт поехал в Калтех по приглашению выдающегося физика Джона Прескилла, а потом получил постоянную позицию. Калтех — это тоже прекрасное место: здесь собрано много замечательных людей, работающих в самых разных областях. Так что я, конечно, очень доволен тем, как сложилась моя судьба.

— Вы придумали, как создать квантовый компьютер на новых принципах, и многие физики считают, что именно за этим подходом будущее. На каком этапе эта работа?

— Речь идет о создании квантового компьютера на основе так называемых майорановских фермионов. Эти частицы впервые описал в 1937 году итальянский физик Этторе Майорана. Уникальны они тем, что частица одновременно является своей античастицей. В свое время я предположил, что при определенных условиях на концах сверхпроводящего провода могут возникать так называемые майорановские моды. Это не частицы, поскольку они никуда не движутся, но математическое описание у них похожее. Их главное достоинство — устойчивость к различным возмущениям, поэтому майорановские моды можно использовать в качестве кубитов — квантовых битов, главных элементов квантовых компьютеров. В 2012-м группа под руководством Лео Коувенховена из Дельфтского технического университета (Нидерланды.— «О») впервые получила такие майорановские квазичастицы в эксперименте с нитью из антимонида индия. Сейчас над этим работают две лаборатории — в Дельфте и в Копенгагене. В значительной степени эти исследования финансирует Майкрософт.

— Изменилась ли ваша жизнь после того, как вы получили премию Юрия Мильнера Fundamental Physics Prizes размером в 3 млн долларов?

— Конечно, это укрепило финансовое положение, придало уверенности. Также это определенная известность, поступают новые предложения о работе — думаю, премия сыграла в этом свою роль.

— Верите ли вы в прогресс? Человечество способно двигаться от худшего к лучшему?

— Конечно, сейчас люди живут лучше, чем сто лет назад, так что прогресс очевиден. Но параллельно происходят вещи нехорошие и опасные, и я не берусь сказать, что пересилит в итоге. На мой взгляд, есть две существенные угрозы, к которым человечество должно подготовиться, чтобы их пережить. Первая связана с исчерпанием природных ресурсов, вторая, еще более существенная,— с искусственным интеллектом.

— Стивен Хокинг предостерегал, что повсеместное внедрение искусственного интеллекта приведет к массовой деградации. Вы это имеете в виду?

— Думаю, многие люди останутся без работы. Надеюсь, физики будут не первыми, но очередь дойдет и до нас. Искусственный интеллект действительно может эффективнее человека работать в огромном количестве направлений. Это серьезный вызов, который потребует перестройки всей структуры общества. Глобальная безработица приведет к тому, что нам придется придумывать какие-то занятия искусственно. В целом же опасная ситуация возникнет, когда человечество утратит контроль. Поначалу все важные решения будут принимать люди. Но потом компьютеры станут настолько умнее, что мы просто перестанем понимать, что происходит. Фактически люди окажутся на второстепенных ролях, что-то вроде домашних животных, пусть даже и любимых своими хозяевами.

Другая опасность для цивилизации — неважно, будет ли это цивилизация людей или цивилизация роботов,— связана с радикальным изменением устоев. Миллионы лет живые существа в том или ином виде борются за выживание, люди стремятся жить лучше, и этот механизм хорошо работает. А вот какие цели будет преследовать искусственный интеллект и будет ли новая система устойчивой — непонятно. В конечном счете будет то, что будет. Мы не можем спланировать или предсказать далекое будущее или даже сказать, что хорошо, а что нет. На ближайшую перспективу хотелось бы, чтобы человечество избежало глупых ошибок.

Беседовала Елена Кудрявцева


Каковы пределы человеческого зрения? — BBC News Русская служба

  • Адам Хадхази
  • BBC Future

Автор фото, SPL

Корреспондент BBC Future рассказывает об удивительных свойствах нашего зрения — от способности видеть далекие галактики до возможности улавливать невидимые, казалось бы, световые волны.

Окиньте взглядом комнату, в которой находитесь – что вы видите? Стены, окна, разноцветные предметы – все это кажется таким привычным и само собой разумеющимся. Легко забыть о том, что мы видим окружающий нас мир лишь благодаря фотонам — световым частицам, отражающимся от объектов и попадающим на сетчатку глаза.

В сетчатке каждого из наших глаз расположено примерно 126 млн светочувствительных клеток. Мозг расшифровывает получаемую от этих клеток информацию о направлении и энергии попадающих на них фотонов и превращает ее в разнообразие форм, цветов и интенсивности освещения окружающих предметов.

У человеческого зрения есть свои пределы. Так, мы не способны ни увидеть радиоволны, излучаемые электронными устройствами, ни разглядеть невооруженным глазом мельчайшие бактерии.

Благодаря прогрессу в области физики и биологии можно определить границы естественного зрения. «У любых видимых нами объектов есть определенный «порог», ниже которого мы перестаем их различать», — говорит Майкл Лэнди, профессор психологии и нейробиологии в Нью-Йоркском университете.

Сперва рассмотрим этот порог с точки зрения нашей способности различать цвета — пожалуй, самой первой способности, которая приходит на ум применительно к зрению.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Колбочки отвечают за цветовосприятие, а палочки помогают нам видеть оттенки серого цвета при низком освещении

Наша способность отличать, например, фиолетовый цвет от пурпурного связана с длиной волны фотонов, попадающих на сетчатку глаза. В сетчатке имеются два типа светочувствительных клеток — палочки и колбочки. Колбочки отвечают за цветовосприятие (так называемое дневное зрение), а палочки позволяют нам видеть оттенки серого цвета при низком освещении — например, ночью (ночное зрение).

Содержащиеся в светочувствительных клетках рецепторы — опсины — поглощают электромагнитную энергию фотонов и производят электрические импульсы. Эти сигналы по оптическому нерву попадают в мозг, который и создает цветную картину происходящего вокруг нас.

В человеческом глазе есть три вида колбочек и соответствующее им число типов опсинов, каждый из которых отличается особой чувствительностью к фотонам с определенным диапазоном длин световых волн.

Колбочки S-типа чувствительны к фиолетово-синей, коротковолновой части видимого спектра; колбочки M-типа отвечают за зелено-желтую (средневолновую), а колбочки L-типа — за желто-красную (длинноволновую).

Все эти волны, а также их комбинации, позволяют нам видеть полный диапазон цветов радуги. «Все источники видимого человеком света, за исключением ряда искусственных (таких, как преломляющая призма или лазер), излучают смесь волн различной длины», — говорит Лэнди.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Не весь спектр полезен для наших глаз…

Из всех существующих в природе фотонов наши колбочки способны фиксировать лишь те, которые характеризуются длиной волн в весьма узком диапазоне (как правило, от 380 до 720 нанометров) – это и называется спектром видимого излучения. Ниже этого диапазона находятся инфракрасный и радиоспектры – длина волн низкоэнергетических фотонов последнего варьируется от миллиметров до нескольких километров.

По другую сторону видимого диапазона волн расположен ультрафиолетовый спектр, за которым следует рентгеновский, а затем — спектр гамма-излучения с фотонами, длина волн которых не превышает триллионные доли метра.

Хотя зрение большинства из нас ограничено видимым спектром, люди с афакией — отсутствием в глазу хрусталика (в результате хирургической операции при катаракте или, реже, вследствие врожденного дефекта) — способны видеть ультрафиолетовые волны.

В здоровом глазе хрусталик блокирует волны ультрафиолетового диапазона, но при его отсутствии человек способен воспринимать волны длиной примерно до 300 нанометров как бело-голубой цвет.

В исследовании 2014 г. отмечается, что в каком-то смысле мы все можем видеть и инфракрасные фотоны. Если два таких фотона практически одновременно попадут на одну и ту же клетку сетчатки, их энергия может суммироваться, превратив невидимые волны длиной, скажем, в 1000 нанометров в видимую волну длиной в 500 нанометров (большинство из нас воспринимает волны этой длины как холодный зеленый цвет).

Сколько цветов мы видим?

В глазе здорового человека три типа колбочек, каждый из которых способен различать около 100 различных цветовых оттенков. По этой причине большинство исследователей оценивает количество различаемых нами цветов примерно в миллион. Однако восприятие цвета очень субъективно и индивидуально.

«Точно подсчитать, сколько мы видим цветов, не представляется возможным, — говорит Кимберли Джемесон, научный сотрудник Калифорнийского университета в Ирвайне. – Некоторые видят больше, некоторые — меньше».

Джемесон знает, о чем говорит. Она изучает зрение тетрахроматов – людей, обладающих поистине сверхчеловеческими способностями к различению цветов. Тетрахроматия встречается редко, в большинстве случаев у женщин. В результате генетической мутации у них имеется дополнительный, четвертый вид колбочек, что позволяет им, по грубым подсчетам, видеть до 100 млн цветов. (У людей, страдающих цветовой слепотой, или дихроматов, всего два типа колбочек — они различают не более 10 000 цветов.)

Сколько нам нужно фотонов, чтобы увидеть источник света?

Как правило, колбочкам для оптимального функционирования требуется гораздо больше света, чем палочкам. По этой причине при низком освещении наша способность различать цвета падает, а за работу принимаются палочки, обеспечивающие черно-белое зрение.

В идеальных лабораторных условиях на тех участках сетчатки, где палочки по большей части отсутствуют, колбочки могут активироваться при попадании на них всего нескольких фотонов. Однако палочки справляются с задачей регистрации даже самого тусклого света еще лучше.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

После операции на глазе некоторые люди приобретают способность видеть ультрафиолетовое излучение

Как показывают эксперименты, впервые проведенные в 1940-х гг., одного кванта света достаточно для того, чтобы наш глаз его увидел. «Человек способен увидеть один-единственный фотон, — говорит Брайан Уонделл, профессор психологии и электротехники в Стэнфордском университете. – В большей чувствительности сетчатки просто нет смысла».

В 1941 г. исследователи из Колумбийского университета провели эксперимент – испытуемых заводили в темную комнату и давали их глазам определенное время на адаптацию. Для достижения полной чувствительности палочкам требуется несколько минут; именно поэтому, когда мы выключаем в помещении свет, то на какое-то время теряем способность что-либо видеть.

Затем в лицо испытуемым направляли мигающий сине-зеленый свет. С вероятностью выше обычной случайности участники эксперимента регистрировали вспышку света при попадании на сетчатку всего 54 фотонов.

Не все фотоны, достигающие сетчатки, регистрируются светочувствительными клетками. Учитывая это обстоятельство, ученые пришли к выводу, что всего пяти фотонов, активирующих пять разных палочек в сетчатке, достаточно, чтобы человек увидел вспышку.

Самый маленький и самый удаленный видимые объекты

Следующий факт может вас удивить: наша способность увидеть объект зависит вовсе не от его физических размеров или удаления, а от того, попадут ли хотя бы несколько излучаемых им фотонов на нашу сетчатку.

«Единственное, что нужно глазу, чтобы что-то увидеть, — это определенное количество света, излученного или отраженного на него объектом, — говорит Лэнди. – Все сводится к числу достигших сетчатки фотонов. Каким бы миниатюрным ни был источник света, пусть даже он просуществует доли секунды, мы все равно способны его увидеть, если он излучает достаточное количество фотонов».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Глазу достаточно небольшого количества фотонов, чтобы увидеть свет

В учебниках по психологии часто встречается утверждение о том, что в безоблачную темную ночь пламя свечи можно заметить с расстояния до 48 км. В реальности же наша сетчатка постоянно бомбардируется фотонами, так что один-единственный квант света, излученный с большого расстояния, просто затеряется на их фоне.

Чтобы представить себе, насколько далеко мы способны видеть, взглянем на ночное небо, усеянное звездами. Размеры звезд огромны; многие из тех, что мы наблюдаем невооруженным взглядом, достигают миллионов км в диаметре.

Однако даже самые близкие к нам звезды расположены на расстоянии свыше 38 триллионов километров от Земли, поэтому их видимые размеры настолько малы, что наш глаз не способен их различить.

С другой стороны, мы все равно наблюдаем звезды в виде ярких точечных источников света, поскольку испускаемые ими фотоны преодолевают разделяющие нас гигантские расстояния и попадают на нашу сетчатку.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Острота зрения снижается по мере увеличения расстояния до объекта

Все отдельные видимые звезды на ночном небосклоне находятся в нашей галактике – Млечном Пути. Самый удаленный от нас объект, который человек в состоянии разглядеть невооруженным глазом, расположен за пределами Млечного Пути и сам представляет собой звездное скопление – это Туманность Андромеды, находящаяся на расстоянии в 2,5 млн световых лет, или 37 квинтильонов км, от Солнца. (Некоторые люди утверждают, что особо темными ночами острое зрение позволяет им увидеть Галактику Треугольника, расположенную на удалении около 3 млн световых лет, но пусть это утверждение останется на их совести.)

Туманность Андромеды насчитывает один триллион звезд. Из-за большой удаленности все эти светила сливаются для нас в едва различимое пятнышко света. При этом размеры Туманности Андромеды колоссальны. Даже на таком гигантском расстоянии ее угловой размер в шесть раз превышает диаметр полной Луны. Однако до нас долетает настолько мало фотонов из этой галактики, что она едва различима на ночном небе.

Предел остроты зрения

Почему же мы не способны разглядеть отдельные звезды в Туманности Андромеды? Дело в том, что у разрешающей способности, или остроты, зрения есть свои ограничения. (Под остротой зрения подразумевается способность различать такие элементы, как точка или линия, как отдельные объекты, не сливающиеся с соседними объектами или с фоном.)

Фактически остроту зрения можно описывать так же, как и разрешение компьютерного монитора — в минимальном размере пикселей, которые мы еще способны различать как отдельные точки.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Достаточно яркие объекты можно разглядеть на расстоянии в несколько световых лет

Ограничения остроты зрения зависят от нескольких факторов — таких как расстояние между отдельными колбочками и палочками сетчатки глаза. Не менее важную роль играют и оптические характеристики самого глазного яблока, из-за которых далеко не каждый фотон попадает на светочувствительную клетку.

В теории, как показывают исследования, острота нашего зрения ограничивается способностью различать около 120 пикселей на угловой градус (единицу углового измерения).

Практической иллюстрацией пределов остроты человеческого зрения может являться расположенный на расстоянии вытянутой руки объект площадью с ноготь, с нанесенными на нем 60 горизонтальными и 60 вертикальными линиями попеременно белого и черного цветов, образующими подобие шахматной доски. «По всей видимости, это самый мелкий рисунок, который еще в состоянии различить человеческий глаз», — говорит Лэнди.

На этом принципе основаны таблицы, используемые окулистами для проверки остроты зрения. Наиболее известная в России таблица Сивцева представляет собой ряды черных заглавных букв на белом фоне, размер шрифта которых с каждым рядом становится все меньше.

Острота зрения человека определяется по тому, на каком размере шрифта он перестает четко видеть контуры букв и начинает их путать.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

В таблицах для проверки остроты зрения используются черные буквы на белом фоне

Именно пределом остроты зрения объясняется тот факт, что мы не способны разглядеть невооруженным глазом биологическую клетку, размеры которой составляют всего несколько микрометров.

Но не стоит горевать по этому поводу. Способность различать миллион цветов, улавливать одиночные фотоны и видеть галактики на удалении в несколько квинтильонов километров – весьма неплохой результат, если учесть, что наше зрение обеспечивается парой желеобразных шариков в глазницах, соединенных с полуторакилограммовой пористой массой в черепной коробке.

Удаление новообразований «Сургитрон» — Kazan-clinic.ru

Радиоволновая хирургия — это инновационный бесконтактный метод разреза и коагуляции мягких тканей с помощью радиоволн высокой частоты (3,8-4,0 МГц). В процессе процедуры отсутствует непосредственный контакт электрода с кожей! В отличие от скальпеля, лазера или электрокоагулятора, при применении «СУРГИТРОНа» разрез производится без физического давления на ткани и не сопровождается механическим разрушением клеток, а следовательно, некрозом окружающих слоев. Получается чистый, ровный разрез. С помощью аппаратного воздействия «СУРГИТРОН» больную ткань можно удалить или прижечь с одинаково хорошим косметическим результатом.

Система Surgitron имеет в комплекте большое количество различных насадок, что позволяет использовать технологию радиоволновой хирургии в удалении кожных новообразований самых разных локализаций, в том числе и в таких труднодоступных и опасных местах, как веки, уши, кожные складки и др.

Сургитрон применяется также для устранения дефектов кожи, шрамов, рубцов, пигментных пятен, подкожных новообразований, вросшего ногтя, контагиозных моллюсков, образований на слизистой оболочке.

Применение аппарата Сургитрон в гинекологии

  • заболевания шейки матки (рубцовая деформация шейки матки, эрозированный эктропион, цервицит, полипы, гипертрофия, аденомиоз и лейкоплакия шейки матки)
  • полипы цервикального канала, стенок влагалища, вульвы
  • кондиломы, папилломы половых органов любой локализации, в том числе и множественные осложненные формы
  • гемангиомы слизистой
  • кисты бартолиновых желез
  • абсцессы
  • кератозы
  • биопсии, в том числе цервикальные биопсии
  • конизации
  • коагуляция кровоточащих сосудов

Применение аппарата Сургитрон в гинекологии

  • удаление доброкачественных образований наружных половых органов (бородавки, папилломы)

Применение аппарата Сургитрон в хирургии и дерматологии

  • папилломы
  • бородавки
  • кондиломы
  • гранулемы
  • доброкачественные невусы
  • старческие и себорейные кератозы
  • жировая гиперплазия
  • телеангиоэктазия (сосудистые звездочки)
  • вросшие ногти

Россети Урал — ОАО “МРСК Урала”

Согласие на обработку персональных данных

В соответствии с требованиями Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных» принимаю решение о предоставлении моих персональных данных и даю согласие на их обработку свободно, своей волей и в своем интересе.

Наименование и адрес оператора, получающего согласие субъекта на обработку его персональных данных:

ОАО «МРСК Урала», 620026, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 140 Телефон: 8-800-2200-220.

Цель обработки персональных данных:

Обеспечение выполнения уставной деятельности «МРСК Урала».

Перечень персональных данных, на обработку которых дается согласие субъекта персональных данных:

  • — фамилия, имя, отчество;
  • — место работы и должность;
  • — электронная почта;
  • — адрес;
  • — номер контактного телефона.

Перечень действий с персональными данными, на совершение которых дается согласие:

Любое действие (операция) или совокупность действий (операций) с персональными данными, включая сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу, обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение.

Персональные данные в ОАО «МРСК Урала» могут обрабатываться как на бумажных носителях, так и в электронном виде только в информационной системе персональных данных ОАО «МРСК Урала» согласно требованиям Положения о порядке обработки персональных данных контрагентов в ОАО «МРСК Урала», с которым я ознакомлен(а).

Согласие на обработку персональных данных вступает в силу со дня передачи мною в ОАО «МРСК Урала» моих персональных данных.

Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано мной в письменной форме. В случае отзыва согласия на обработку персональных данных.

ОАО «МРСК Урала» вправе продолжить обработку персональных данных при наличии оснований, предусмотренных в п. 2-11 ч. 1 ст. 6 Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных».

Срок хранения моих персональных данных – 5 лет.

В случае отсутствия согласия субъекта персональных данных на обработку и хранение своих персональных данных ОАО «МРСК Урала» не имеет возможности принятия к рассмотрению заявлений (заявок).

Тема 4. Влияние негативных факторов на безопасность жизнедеятельности человека

1. Предельно допустимый уровень воздействия – это:

+b: максимальный уровень фактора, не вызывающий нежелательных последствий

2. К системам освещения предъявляют требования:

+c: по уровню и качеству освещения

3. Что такое стресс?

+a: болезненное состояние человека

4. Гигиенические критерия – это показатели:

+b: позволяющие оценить степень отклонений параметров от действующих нормативов

5. Наибольший «вклад» в преждевременную смертность людей современного общества вносится

+b: сердечно-сосудистые заболевания и новообразования

6. Загрязнение окружающей среды сажей, образующейся при неполном сгорании углеводородного топлива, способствует развитию у человека …

+c: рака кожи и лёгких

7. Суть природной очаговости инфекционных болезней состоит в том, что возбудители болезней и их переносчики существуют в данных условиях среды …

+d: вне зависимости от человека

8. Вредный фактор – это:

-a: воздействия, проводящие к травме или смерти

+b: воздействия, приводящие к ухудшению самочувствия или заболеванию

9. Воздействие, приводящее к травме или смерти:

+a: травмирующий фактор

10. Опасные производственные факторы по природе воздействия на человека классифицируются на:

+b: отравляющие, токсичные, удушающие, режущие, колющие

11. Оздоровительные мероприятия, направленные на профилактику неблагоприятного влияния профессиональной вредности на организации разделяются на…

+c: технические и медико-профилактические

12. Производственные факторы делятся на:

+a: опасные и вредные

13. Качество воды в природе определяется:

+d: все ответы верны

14. Какой характер приобретает в настоящее время антропогенное загрязнение атмосферы:

+a: глобальный

15. По характеру проявления опасные производственные факторы делятся на:

+c: оба ответа верны

16. К числу технических нормативов относятся:

+c: предельно допустимая концентрация химических веществ, уровень воздействия факторов физической природы

17. Химические вещества, приводящие к изменению наследственной информации, называются:

+b: мутагенные

18. К биологическим факторам относятся:

+d: бактерии

19. Как называется естественное освещение помещения через световые проёмы в наружных стенах?

+a: боковое

20. Что такое вентиляция?

+b: проветривание

21. Факторы, которые могут в определенных условиях стать причиной заболеваний или снижения работоспособности, называются…

+a: вредными

22. Опасность это:

+a: негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям

23. Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются:

+g: все варианты ответов верны.

24. Кислотные дожди это:

+b: атмосферные осадки со значениями рН<5,6. Они образуются кислотами, производными диоксида серы и оксидов азота

25. Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются:

+b: соединения хлора и азота

26. Загрязнители гидросферы могут быть:

+a: биологические, химические и физические

27. Наиболее опасные химические элементы, загрязняющие гидросферу это:

+a: свинец, ртуть, кадмий

28. Воздействие вредных производственных факторов на человека сопровождается:

+a: ухудшением здоровья, возникновением профессиональных заболеваний, а иногда и сокращением продолжительности жизни

29. Негативные факторы, обусловленные деятельностью человека и продуктами его труда, называются:

+a: естественными

30. К каким видам загрязнений относятся электромагнитные поля?

+c: физическим

31. Вероятность реализации негативного воздействия более относится к области:

+a: неприемлемого риска

32. Вероятность реализации негативного воздействия менее относится к области:

+c: приемлемого риска

33. Вероятность реализации негативного воздействия от до относится к области:

+b: переходных значений риска

34. К абсолютным показателям негативности техносферы относится:

+c: сокращение продолжительности жизни

35. К физической группе негативных факторов производственной среды относятся:

-a: бактерии и вирусы

+b: вибрация и шум

-c: напряжённая обстановка в рабочем коллективе

36. Как называются рецепторы, воспринимающие изменения во внешней среде?

+a: экстероцепторы

37. Как называются рефлексы, формирующиеся с течением времени на основе приобретенного опыта при длительном воздействии раздражителя?

+b: условными

38. К какому вкусу способны адаптироваться вкусовые рецепторы?

+a: сладкому

39. Как называется способность организма реагировать на различные раздражители изменениями обмена веществ и функций?

+c: реактивность

40. Какие отравления могут развиваться при длительном воздействии на организм человека малых концентраций вредных веществ?

+b: хронические

41. К какому классу по степени потенциальной опасности для организма относится хлор?

+b: 2 класс – вещества высоко опасные

42. Как называются вещества, приводящие к развитию аллергических заболеваний?

-a: общетоксические

-b: раздражающие

+c: сенсибилизирующие

43. Вещества, влияющие на репродуктивную функцию, вызывают:

+b: врождённые пороки развития

44. Какими симптомами проявляется общетоксическое действие вредных химических веществ?

+a: расстройство нервной системы, судороги, паралич

45. Какой путь поступления вредных веществ в организм человека наиболее опасен?

+c: через органы дыхания

46. Как называется одновременное или последовательное действие на организм человека нескольких вредных веществ, при одном и том же пути поступления?

+a: комбинированное

47. Что является основным источником антропогенного загрязнения атмосферного воздуха?

+a: автотранспорт

48. Общесанитарный показатель ПДКп характеризует:

+a: отсутствие влияния вредного вещества на само очищающую способность почвы

49. Какой вид транспорта является наиболее значительным источником вибрации в городах?

+c: рельсовый транспорт

50. Резонансная частота глазных яблок составляет:

+c: 60÷90 Гц

51. Как называется вибрация, передающаяся через опорные поверхности на всё тело человека?

+a: общей

52. Какой форме вибрационной болезни подвержены водители?

+b: общей

53. Какая форма вибрационной болезни возникает при воздействии вибрации на руки?

+a: локальная

54. Какой вид нормирования вибрации устанавливает допустимые значения вибрационных характеристик для отдельных групп машин и служит критерием качества и безопасности самих машин?

+a: техническое нормирование

55. Самый большой вклад в общий шумовой фон вносят:

+c: движение транспорта

56. Назовите единицу измерения частоты звуковых колебаний:

+a: Гц

57. В каких единицах измеряется интенсивность шума?

+b: дБ

58. В каких профессиональных группах наблюдается повышенная заболеваемость раком полости носа?

+a: мебельщики, обувщики

59. Тон звука определяется:

+d: частотой звуковых колебаний

60. В каком диапазоне частот звук является слышимым?

+b: 16÷20000 Гц

61. Недопустимыми считаются шумы с силой звука:

+c: от 120 до 170 дБ

62. При каком уровне шума на рабочем месте может возникнуть профессиональная тугоухость?

+c: свыше 75 дБ

63. Что является источником инфразвука в природе?

+a: землетрясения

64. Как называются звуковые колебания с частотой свыше 20 кГц?

+a: ультразвук

65. Относится ли видимый свет к электромагнитным излучениям?

+a: да

66. Что является единицей напряжённости электрического поля?

+a: В/м

-b: А/м

67. Как называется зона, в которой нормируются независимо друг от друга напряжённость электрического и магнитного полей

+b: зона индукции

68. В какой зоне электромагнитного поля на человека действует энергетическая составляющая ЭМП (плотность потока)?

+c: в дальней зоне

69. К какому типу излучений относятся радиоволны?

+b: к неионизирующим излучениям

70. Для какого диапазона частот ЭМП характерно максимальное поглощение энергии поверхностными тканями?

+d: от 10 ГГц до 200 ГГц

71. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн:

+a: возрастает

72. Какое предельно допустимое значение напряжённости электрического поля, согласно санитарным нормам, установлено для жилых зданий?

+a: 0,5 кВ/м

73. При каких значениях электростатического поля на рабочем месте время пребывания в нём не регламентируется?

+c: менее 20 кВ/м

74. Какова длина волны ультрафиолетового излучения, способствующая возникновению загара?

+b: 315÷280 нм

75. Как называется опасность, связанная с источником ионизирующих излучений?

+b: радиационная

76. В каком режиме работы радиационная безопасность (как составляющая общей техники безопасности) должна обеспечивать безопасные условия жизни и труда персонала и населения?

+c: как в нормальном, так и в аварийном

77. Какой вид излучений относится к фотонному излучению?

+a: γ-излучении

78. Какой вид излучения обладает наибольшей проникающей способностью?

+b: γ-излучение

79. При каком виде облучения α-частицы представляют наибольшую опасность?

+b: при внутреннем

80. Единицей измерения радиоактивности в системе СИ является:

+a: беккерель (Бк)

81. Единицей измерения поглощённой дозы в системе СИ является:

+a: грей (Гр)

82. Какое понятие используется для определения биологического воздействия различных видов излучения на организм человека?

+b: эквивалентная доза

83. К какому виду воздействия электрического тока относятся электроожоги?

+d: термическому

84. К какому виду электротравм относится появление на коже чётко очерченных пятен серого или бледно-жёлтого цвета круглой или овальной формы?

-a: к электроожогам

+b: к электрическим знакам

85. Пороговым не отпускающим считается переменный ток силой:

+b: 20÷25 мА

86. Какое напряжение считается безопасным для переносных светильников и инструментов?

+c: 36 В

87. Наиболее опасным путём (петлей) поражения электрическим током считается:

+c: петля «голова – ноги»

88. Наименее опасным путём прохождения электрического тока через тело человека считается петля:

+a: «нога – нога»

89. Как называется электрическое соединение металлических частей электрического устройства с заземлённой точкой источника питания при помощи нулевого защитного проводника?

+b: защитным занулением

90. В чём заключается опасность статического электричества на производстве?

+a: в увеличении пожаро-и взрывоопасности

91. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет:

+a: 2 В

92. Активность радиоактивного вещества измеряется в единицах системы СИ:

+a: беккерель (Бк)

93. В каких единицах измеряется абсолютная влажность воздуха?

+b:

94. Вредные факторы приводят к

+c: заболеванию

95. Допустимое значение напряжения переменного тока при прикосновения при частоте 400 Гц для нормального режима промышленного оборудования не должно превышать

+d: 3 В

96. Допустимое значение напряжения постоянного тока прикосновения при частоте 400 Гц для нормального значения промышленного оборудования не должно превышать

+a: 8 В

97. Допустимое значение напряжения переменного тока при прикосновения при частоте 50 Гц для нормального режима промышленного оборудования не должно превышать

+c: 2 В

98. К каким веществам по характеру воздействия относится асбест?

+b: канцерогенным

99. К каким веществам по степени воздействия относится ацетон?

+d: мало опасным

100. К каким веществам по характеру воздействия относится ацетон?

+a: раздражающим

101. К каким веществам по степени воздействия относится марганец?

+b: чрезвычайно опасным

102. К каким веществам по характеру воздействия относятся растворители?

+d: сенсибилизирующим

103. К каким веществам по характеру воздействия относят свинец?

+a: токсическим

104. К каким веществам по степени воздействия относится табак?

+b: умеренно опасным

105. К каким веществам по степени воздействия относится хлор?

+c: высоко опасным

106. Какие факторы более опасные для человека в бытовых условиях?

+b: вредные

107. Какова ПДК для чрезвычайно опасных вредных веществ ()?

+b: менее 0,1

108. Какова ПДК для высоко опасных вредных веществ ()?

+c: 0,1÷1,0

109. Какова ПДК для умеренно опасных вредных веществ ()?

+c: 1÷10

110. Какова ПДК для малоопасных вредных веществ ()?

+a: более 10

111. Токсические вещества вызывают

+a: отравления

112. Шаговое напряжение – это разность потенциалов между двумя точками земли в районе заземления на расстоянии

+a: 0,8 м

113. При какой силе тока в mA человек ощущает его протекание?

+c: 0,6÷1,5

114. При какой силе тока в mA, протекающего через человека, начинается судорожное сокращение мышц рук?

+b: 10÷15

115. При какой силе тока в mA, протекающего через человека, затрудняется дыхание?

+a: 20÷25

116. При какой силе тока в mA, протекающего через человека, может начаться фибрилляция сердца?

+c: 100

117. Пункт захоронения радиоактивных веществ должен располагаться от города не ближе

+a: 20 км

118. Какое действие оказывает электрический ток, вызывая разложение крови и других жидкостей организма человека?

+a: электролитическое

119. Какое действие оказывает электрический ток, вызывая возбуждение живых тканей организма человека, сопровождаемое судорогами, спазмом мышц, остановкой дыхания и сердечной деятельности?

+b: биологическое

120. Какую концентрацию вредных веществ понимают под предельно-допустимой концентрацией (ПДК)?

+a: не вызывающую заболевания

121. Мощность дозы гамма-излучения в строящихся помещениях в мкЗв/ч должна превышать мощность дозы на открытой местности более чем на

+d: 0,3

122. Мутагенные вещества вызывают

+a: изменения в генах

123. Наиболее опасен для человека электрический ток в диапазоне частот

+b: 20÷100 Гц

124. Травмоопасный фактор может привести

+a: к травме

125. По мере удаления от заземления шаговое напряжение станет равным нулю на расстоянии

+d: более 20 м

126. Поглощенная доза ионизирующего излучения измеряется в единицах системы СИ:

+a: грей (Гр)

127. При высоких напряжениях (более 500 В) более опасен

+b: постоянный ток

128. Сенсибилизирующие вещества вызывают

+d: аллергию

129. Эквивалентная доза ионизирующего излучения измеряется в единицах системы СИ

+c: зиверт (Зв)

130. Вибрация, создаваемая рихтовочным инструментом, является…

+b: транспортной

131. Источником транспортной вибрации являются…

+b: снегоочистители

132. Источником технологической вибрации являются…

+d: вентиляторы

133. Источником транспортн-технологической вибрации являются…

+b: строительные краны

134. К безрельсовым транспортным средствам относится…

+a: автопоезд

135. Светофоры, предназначенные для регулирования движения поездов, маневровых составов, а также регулирования скорости роспуска с сортировочной горки, называются…

+a: железнодорожными

136. Заболевание, обусловленное зависимостью от приёма психоактивных и других одурманивающих веществ, официально не отнесённым к наркотикам, называется…

+a: токсикоманией

137. Механизм передачи инфекции от больного человека к здоровому через кровососущего переносчика называется…

+a: трансмиссивным

138. Механизм передачи возбудителя болезни через рот с пищей или водой с поражением кишечного тракта называется…

+d: алиментарным

139. Количество аварийно химически опасного вещества, вызывающее при ингаляционном поступлении смертельный исход у 50% поражённых, называется…

+c: смертельной концентрацией

140. Механизм передачи инфекционного заболевания в результате проникновения инфекции через повреждённую кожу или значительно реже через повреждённые слизистые оболочки называется…

+c: раневым (контактным)

141. К вирусным заболеваниям человека относятся…

+a: краснуха, корь

142. К инфекциям кишечной группы относятся…

+a: брюшной тиф, вирусный гепатит

143. Аварийно химически опасные вещества, средняя смертельная концентрация (LC50) которых составляет более 50 г/м3, являются…

+d: малоопасными

144. Максимальная концентрация аварийно химически опасных веществ, которую человек может выдержать определённое время без устойчивого поражения, называется…

+a: пределом переносимости

145. Поток электронейтральных частиц ядра является…

+c: нейтронным излучением

146. Химически опасные объекты, на которых хранится менее 0,8 т аварийно химически опасных веществ, относятся к _______ степени опасности химических объектов.

+d: IV

147. Поток ядер гелия, испускаемых при радиоактивном распаде ядер некоторых химических элементов, является…

+a: α-излучением

148. Аварийно химически опасные вещества, средняя смертельная концентрация (LC50) которых составляет до 5 г/м3, являются…

+a: высоко опасными

149. Аварии, связанные с незначительной утечкой аварийно химически опасных веществ, являются…

+b: частными

150. Появление привыкания к наркотическим препаратам в процессе их приёма, когда наблюдается всё менее выраженная реакция на очередное введение того же их количества, называется…

+c: толерантностью

151. Особое физическое и психическое состояние, появляющееся у наркоманов и алкоголиков после внезапного и полного прекращения употребления привычных токсических веществ, называется…

+d: абстиненцией

152. По степени опасности радиоактивного заражения местность относится к зоне _____________, если уровень радиации составляет 1,4 рад/ч.

+c: сильного заражения

153. Наиболее трудоёмким, но эффективным из активных методов защиты от природных опасностей является…

+b: строительство инженерных сооружений

154. Изменения, происходящие в природе в результате хозяйственной деятельности человек, называются…

+a: антропогенными

155. Аварии, сопровождающиеся образованием зоны заражения, глубина которой достигает жилой застройки, относятся к…

+a: местным

156. К биологическим опасным и вредным факторам относятся…

+c: патогенные микроорганизмы

157. Умственное перенапряжение относится к вредным ___________ факторам.

+a: нервно-психическим

158. К химическим опасным и вредным факторам относятся…

+d: токсические вещества

159. К физическим опасным и вредным факторам относится (-ятся)…

+b: фиброгенная пыль

160. Воспаление кожи, обусловленное избыточным воздействием (передозировкой) ультрафиолетового излучения, называется ____________ ожогом.

+b: солнечным

161. Возникновение токсического отёка лёгких, начинающегося кашлем, головной болью, слабостью, болями в груди, одышкой, пенистой мокротой, цианозом, являются признаками отравления ____________ и его (её) соединениями.

+b: азотом

162. Радиационные лучевые ожоги второй степени возникают при облучении в дозе __ рад.

+b: 1200÷2000

163. Утопление, возникающее в результате проникновения воды в альвеолы лёгких, называется…

+c: синей асфиксией (собственно утоплением)

164. В результате воздействия на кожные покровы и слизистые оболочки человека кислот, щелочей и агрегатных веществ возникает ________ ожог.

+c: химический

165. Жжение и металлический привкус во рту, тошнота, рвота, боль в животе, диарея, слабость, головокружение, головная боль, тахикардия, нарушение дыхания, коллапс, судороги, являются признаками отравления ____________ и его (её) соединениями.

+d: медью

166. Утопление, при котором иногда человека можно спасти спустя 20÷30 минут, называется…

+a: белой асфиксией (мнимым утоплением)

167. Радиационные лучевые ожоги третей степени возникают при облучении в дозе __ рад.

+c: более 2000

168. Местное воздействие холода на организм называется…

+b: обморожением

169. Повреждение живых тканей, вызванное местным воздействием на кожные покровы ионизирующего излучения, называют ____________ ожогом.

+a: лучевым

170. При изготовлении пластин для аккумуляторов, компонентов типографских и антифрикционных сплавов, красок возможно отравление ____________ и его (её) соединениями.

+c: свинцом

171. Третья степень ожога имеет такие признаки, как…

+d: частичное обугливание кожи, обширные пузыри

172. Паталогическое состояние, развивающееся вследствие взаимодействия вредного химического вещества с организмом, называется…

+a: интоксикацией

173. Анилин относится к _______ аварийно химически опасным веществам.

+c: стойким быстродействующим

174. Рассчитайте массу загрязнителя (в миллиграммах), находящегося в аэрозольном облаке над химическим заводом, если ПДК анилина (С6H5NH2) была превышена в аэрозольном облаке в 150 раз. ПДК С6H5NH2 в воздухе рабочей зоны составляет 3 мг/м3. Размер облака считайте примерно 7м×5м×4м.

+a: 63000

175. Группа одноклеточных микроорганизмов диаметром от 0,1 до 10,0 мкм, вызывающих у людей чуму, холеру, сибирскую язву, называется…

+d: бактериями

176. Химически опасные объекты (ХОО), на которых хранится 250 т аварийно химически опасных веществ (АХОВ) и более, относятся к _________ степени опасности химических объектов.

+c: 1

177. По степени опасности радиоактивного заражения местность относится к зоне _______, если уровень радиации составляет 140 мрад/ч.

+b: умеренного заражения

178. Совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты называется…

+c: шумом

179. Веществом с преимущественно удушающим свойством является…

+d: фосген

180. Местом наиболее эффективного накопления стронция-90 (90Sr) в организме человека являются…

+a: кости

181. Профессиональное заболевание, связанное с воздействием аэрозолей на органы дыхания, называется…

+b: пневмокониозом

182. Шум, создаваемый частями и деталями различных приспособлений и устройств, совершающих движение, трение, удары, вращение и т.д., является…

+c: механическим

183. Минимальное значение силы тока, при котором у человека возникают быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, называется…

+d: фибрилляционным

184. К нестойким быстродействующим аварийно химически опасным веществам относится…

+a: аммиак

185. Канализационная накопительная ёмкость, используемая для сбора канализационных и сточных вод, а также для их первичной механической очистки, называется…

+b: отстойником

186. К стойким замедленного действия аварийно химически опасным веществам относится…

+d: диоксин

187. Минимальное значение силы тока, при котором возникает судорожное сокращение мышц, называется пороговым __________ током.

+c: неотпускающим

188. Наибольшая концентрация радона в жилых помещениях характерна для…

+d: ванной комнаты

189. Шум в зоне аэропорта относится к ______ опасности.

+a: переменной

190. Болезни человека и животных, вызываемые паразитическими грибами, называются…

+d: микозами

191. Споровые формы микробов способны сохранять болезнетворную способность в течение _____ лет.

+d: 5÷10

192. Видимость дороги в направлении движения, загороженная растительностью, сооружениями, рельефом местности и т.д., в том числе транспортными средствами, называется ______ видимостью.

+a: ограниченной

193. Вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, называется…

+a: транспортно-технологической

Тест. Влияние негативных факторов на безопасность жизнедеятельности человека

Тестирование по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности человека» по теме: «Влияние негативных факторов на безопасность жизнедеятельности человека». Подходит для тестирования студентов всех направлений и специальностей. В тесте правильные варианты ответа отмечены символом «+».

1. Предельно допустимый уровень воздействия – это:

  • +b: максимальный уровень фактора, не вызывающий нежелательных последствий

2. К системам освещения предъявляют требования:

  • +c: по уровню и качеству освещения

3. Что такое стресс?

  • +a: болезненное состояние человека

4. Гигиенические критерия – это показатели:

  • +b: позволяющие оценить степень отклонений параметров от действующих нормативов

5. Наибольший «вклад» в преждевременную смертность людей современного общества вносится

  • +b: сердечно-сосудистые заболевания и новообразования

6. Загрязнение окружающей среды сажей, образующейся при неполном сгорании углеводородного топлива, способствует развитию у человека …

  • +c: рака кожи и лёгких

7. Суть природной очаговости инфекционных болезней состоит в том, что возбудители болезней и их переносчики существуют в данных условиях среды …

  • +d: вне зависимости от человека

8. Вредный фактор – это:

  • +b: воздействия, приводящие к ухудшению самочувствия или заболеванию

9. Воздействие, приводящее к травме или смерти:

  • +a: травмирующий фактор

10. Опасные производственные факторы по природе воздействия на человека классифицируются на:

  • +b: отравляющие, токсичные, удушающие, режущие, колющие

11. Оздоровительные мероприятия, направленные на профилактику неблагоприятного влияния профессиональной вредности на организации разделяются на…

  • +c: технические и медико-профилактические

12. Производственные факторы делятся на:

  • +a: опасные и вредные

13. Качество воды в природе определяется:

  • +d: все ответы верны

14. Какой характер приобретает в настоящее время антропогенное загрязнение атмосферы:

15. По характеру проявления опасные производственные факторы делятся на:

  • +c: оба ответа верны

16. К числу технических нормативов относятся:

  • +c: предельно допустимая концентрация химических веществ, уровень воздействия факторов физической природы

17. Химические вещества, приводящие к изменению наследственной информации, называются:

18. К биологическим факторам относятся:

19. Как называется естественное освещение помещения через световые проёмы в наружных стенах?

20. Что такое вентиляция?

  • +b: проветривание

21. Факторы, которые могут в определенных условиях стать причиной заболеваний или снижения работоспособности, называются…

22. Опасность это:

  • +a: негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям

23. Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются:

  • +g: все варианты ответов верны.

24. Кислотные дожди это:

  • +b: атмосферные осадки со значениями рН

25. Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются:

  • +b: соединения хлора и азота

26. Загрязнители гидросферы могут быть:

  • +a: биологические, химические и физические

27. Наиболее опасные химические элементы, загрязняющие гидросферу это:

  • +a: свинец, ртуть, кадмий

28. Воздействие вредных производственных факторов на человека сопровождается:

  • +a: ухудшением здоровья, возникновением профессиональных заболеваний, а иногда и сокращением продолжительности жизни

29. Негативные факторы, обусловленные деятельностью человека и продуктами его труда, называются:

  • +a: естественными

30. К каким видам загрязнений относятся электромагнитные поля?

31. Вероятность реализации негативного воздействия более относится к области:

  • +a: неприемлемого риска

32. Вероятность реализации негативного воздействия менее относится к области:

  • +c: приемлемого риска

33. Вероятность реализации негативного воздействия от до относится к области:

  • +b: переходных значений риска

34. К абсолютным показателям негативности техносферы относится:

  • +c: сокращение продолжительности жизни

35. К физической группе негативных факторов производственной среды относятся:

  • +b: вибрация и шум

36. Как называются рецепторы, воспринимающие изменения во внешней среде?

  • +a: экстероцепторы

37. Как называются рефлексы, формирующиеся с течением времени на основе приобретенного опыта при длительном воздействии раздражителя?

38. К какому вкусу способны адаптироваться вкусовые рецепторы?

39. Как называется способность организма реагировать на различные раздражители изменениями обмена веществ и функций?

  • +c: реактивность

40. Какие отравления могут развиваться при длительном воздействии на организм человека малых концентраций вредных веществ?

  • +b: хронические

41. К какому классу по степени потенциальной опасности для организма относится хлор?

  • +b: 2 класс – вещества высоко опасные

42. Как называются вещества, приводящие к развитию аллергических заболеваний?

  • +c: сенсибилизирующие

43. Вещества, влияющие на репродуктивную функцию, вызывают:

  • +b: врождённые пороки развития

44. Какими симптомами проявляется общетоксическое действие вредных химических веществ?

  • +a: расстройство нервной системы, судороги, паралич

45. Какой путь поступления вредных веществ в организм человека наиболее опасен?

  • +c: через органы дыхания

46. Как называется одновременное или последовательное действие на организм человека нескольких вредных веществ, при одном и том же пути поступления?

  • +a: комбинированное

47. Что является основным источником антропогенного загрязнения атмосферного воздуха?

  • +a: автотранспорт

48. Общесанитарный показатель ПДКп характеризует:

  • +a: отсутствие влияния вредного вещества на само очищающую способность почвы

49. Какой вид транспорта является наиболее значительным источником вибрации в городах?

  • +c: рельсовый транспорт

50. Резонансная частота глазных яблок составляет:

51. Как называется вибрация, передающаяся через опорные поверхности на всё тело человека?

52. Какой форме вибрационной болезни подвержены водители?

53. Какая форма вибрационной болезни возникает при воздействии вибрации на руки?

54. Какой вид нормирования вибрации устанавливает допустимые значения вибрационных характеристик для отдельных групп машин и служит критерием качества и безопасности самих машин?

  • +a: техническое нормирование

55. Самый большой вклад в общий шумовой фон вносят:

  • +c: движение транспорта

56. Назовите единицу измерения частоты звуковых колебаний:

57. В каких единицах измеряется интенсивность шума?

58. В каких профессиональных группах наблюдается повышенная заболеваемость раком полости носа?

  • +a: мебельщики, обувщики

59. Тон звука определяется:

  • +d: частотой звуковых колебаний

60. В каком диапазоне частот звук является слышимым?

61. Недопустимыми считаются шумы с силой звука:

  • +c: от 120 до 170 дБ

62. При каком уровне шума на рабочем месте может возникнуть профессиональная тугоухость?

63. Что является источником инфразвука в природе?

  • +a: землетрясения

64. Как называются звуковые колебания с частотой свыше 20 кГц?

65. Относится ли видимый свет к электромагнитным излучениям?

66. Что является единицей напряжённости электрического поля?

67. Как называется зона, в которой нормируются независимо друг от друга напряжённость электрического и магнитного полей

  • +b: зона индукции

68. В какой зоне электромагнитного поля на человека действует энергетическая составляющая ЭМП (плотность потока)?

  • +c: в дальней зоне

69. К какому типу излучений относятся радиоволны?

  • +b: к неионизирующим излучениям

70. Для какого диапазона частот ЭМП характерно максимальное поглощение энергии поверхностными тканями?

  • +d: от 10 ГГц до 200 ГГц

71. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн:

72. Какое предельно допустимое значение напряжённости электрического поля, согласно санитарным нормам, установлено для жилых зданий?

73. При каких значениях электростатического поля на рабочем месте время пребывания в нём не регламентируется?

  • +c: менее 20 кВ/м

74. Какова длина волны ультрафиолетового излучения, способствующая возникновению загара?

75. Как называется опасность, связанная с источником ионизирующих излучений?

  • +b: радиационная

76. В каком режиме работы радиационная безопасность (как составляющая общей техники безопасности) должна обеспечивать безопасные условия жизни и труда персонала и населения?

  • +c: как в нормальном, так и в аварийном

77. Какой вид излучений относится к фотонному излучению?

  • +a: γ-излучении

78. Какой вид излучения обладает наибольшей проникающей способностью?

  • +b: γ-излучение

79. При каком виде облучения α-частицы представляют наибольшую опасность?

  • +b: при внутреннем

80. Единицей измерения радиоактивности в системе СИ является:

  • +a: беккерель (Бк)

81. Единицей измерения поглощённой дозы в системе СИ является:

82. Какое понятие используется для определения биологического воздействия различных видов излучения на организм человека?

  • +b: эквивалентная доза

83. К какому виду воздействия электрического тока относятся электроожоги?

  • +d: термическому

84. К какому виду электротравм относится появление на коже чётко очерченных пятен серого или бледно-жёлтого цвета круглой или овальной формы?

  • +b: к электрическим знакам

85. Пороговым не отпускающим считается переменный ток силой:

86. Какое напряжение считается безопасным для переносных светильников и инструментов?

87. Наиболее опасным путём (петлей) поражения электрическим током считается:

  • +c: петля «голова – ноги»

88. Наименее опасным путём прохождения электрического тока через тело человека считается петля:

  • +a: «нога – нога»

89. Как называется электрическое соединение металлических частей электрического устройства с заземлённой точкой источника питания при помощи нулевого защитного проводника?

  • +b: защитным занулением

90. В чём заключается опасность статического электричества на производстве?

  • +a: в увеличении пожаро-и взрывоопасности

91. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет:

92. Активность радиоактивного вещества измеряется в единицах системы СИ:

  • +a: беккерель (Бк)

93. В каких единицах измеряется абсолютная влажность воздуха?

94. Вредные факторы приводят к

  • +c: заболеванию

95. Допустимое значение напряжения переменного тока при прикосновения при частоте 400 Гц для нормального режима промышленного оборудования не должно превышать

96. Допустимое значение напряжения постоянного тока прикосновения при частоте 400 Гц для нормального значения промышленного оборудования не должно превышать

97. Допустимое значение напряжения переменного тока при прикосновения при частоте 50 Гц для нормального режима промышленного оборудования не должно превышать

98. К каким веществам по характеру воздействия относится асбест?

  • +b: канцерогенным

99. К каким веществам по степени воздействия относится ацетон?

  • +d: мало опасным

100. К каким веществам по характеру воздействия относится ацетон?

  • +a: раздражающим

101. К каким веществам по степени воздействия относится марганец?

  • +b: чрезвычайно опасным

102. К каким веществам по характеру воздействия относятся растворители?

  • +d: сенсибилизирующим

103. К каким веществам по характеру воздействия относят свинец?

  • +a: токсическим

104. К каким веществам по степени воздействия относится табак?

  • +b: умеренно опасным

105. К каким веществам по степени воздействия относится хлор?

  • +c: высоко опасным

106. Какие факторы более опасные для человека в бытовых условиях?

107. Какова ПДК для чрезвычайно опасных вредных веществ ( )?

108. Какова ПДК для высоко опасных вредных веществ ( )?

109. Какова ПДК для умеренно опасных вредных веществ ( )?

110. Какова ПДК для малоопасных вредных веществ ( )?

111. Токсические вещества вызывают

112. Шаговое напряжение – это разность потенциалов между двумя точками земли в районе заземления на расстоянии

113. При какой силе тока в mA человек ощущает его протекание?

114. При какой силе тока в mA, протекающего через человека, начинается судорожное сокращение мышц рук?

115. При какой силе тока в mA, протекающего через человека, затрудняется дыхание?

116. При какой силе тока в mA, протекающего через человека, может начаться фибрилляция сердца?

117. Пункт захоронения радиоактивных веществ должен располагаться от города не ближе

118. Какое действие оказывает электрический ток, вызывая разложение крови и других жидкостей организма человека?

  • +a: электролитическое

119. Какое действие оказывает электрический ток, вызывая возбуждение живых тканей организма человека, сопровождаемое судорогами, спазмом мышц, остановкой дыхания и сердечной деятельности?

  • +b: биологическое

120. Какую концентрацию вредных веществ понимают под предельно-допустимой концентрацией (ПДК)?

  • +a: не вызывающую заболевания

121. Мощность дозы гамма-излучения в строящихся помещениях в мкЗв/ч должна превышать мощность дозы на открытой местности более чем на

122. Мутагенные вещества вызывают

  • +a: изменения в генах

123. Наиболее опасен для человека электрический ток в диапазоне частот

124. Травмоопасный фактор может привести

125. По мере удаления от заземления шаговое напряжение станет равным нулю на расстоянии

126. Поглощенная доза ионизирующего излучения измеряется в единицах системы СИ:

127. При высоких напряжениях (более 500 В) более опасен

  • +b: постоянный ток

128. Сенсибилизирующие вещества вызывают

129. Эквивалентная доза ионизирующего излучения измеряется в единицах системы СИ

130. Вибрация, создаваемая рихтовочным инструментом, является…

  • +b: транспортной

131. Источником транспортной вибрации являются…

  • +b: снегоочистители

132. Источником технологической вибрации являются…

  • +d: вентиляторы

133. Источником транспортн-технологической вибрации являются…

  • +b: строительные краны

134. К безрельсовым транспортным средствам относится…

135. Светофоры, предназначенные для регулирования движения поездов, маневровых составов, а также регулирования скорости роспуска с сортировочной горки, называются…

  • +a: железнодорожными

136. Заболевание, обусловленное зависимостью от приёма психоактивных и других одурманивающих веществ, официально не отнесённым к наркотикам, называется…

  • +a: токсикоманией

137. Механизм передачи инфекции от больного человека к здоровому через кровососущего переносчика называется…

  • +a: трансмиссивным

138. Механизм передачи возбудителя болезни через рот с пищей или водой с поражением кишечного тракта называется…

  • +d: алиментарным

139. Количество аварийно химически опасного вещества, вызывающее при ингаляционном поступлении смертельный исход у 50% поражённых, называется…

  • +c: смертельной концентрацией

140. Механизм передачи инфекционного заболевания в результате проникновения инфекции через повреждённую кожу или значительно реже через повреждённые слизистые оболочки называется…

  • +c: раневым (контактным)

141. К вирусным заболеваниям человека относятся…

  • +a: краснуха, корь

142. К инфекциям кишечной группы относятся…

  • +a: брюшной тиф, вирусный гепатит

143. Аварийно химически опасные вещества, средняя смертельная концентрация (LC50) которых составляет более 50 г/м3, являются…

  • +d: малоопасными

144. Максимальная концентрация аварийно химически опасных веществ, которую человек может выдержать определённое время без устойчивого поражения, называется…

  • +a: пределом переносимости

145. Поток электронейтральных частиц ядра является…

  • +c: нейтронным излучением

146. Химически опасные объекты, на которых хранится менее 0,8 т аварийно химически опасных веществ, относятся к …_ степени опасности химических объектов.

147. Поток ядер гелия, испускаемых при радиоактивном распаде ядер некоторых химических элементов, является…

  • +a: α-излучением

148. Аварийно химически опасные вещества, средняя смертельная концентрация (LC50) которых составляет до 5 г/м3, являются…

  • +a: высоко опасными

149. Аварии, связанные с незначительной утечкой аварийно химически опасных веществ, являются…

150. Появление привыкания к наркотическим препаратам в процессе их приёма, когда наблюдается всё менее выраженная реакция на очередное введение того же их количества, называется…

  • +c: толерантностью

151. Особое физическое и психическое состояние, появляющееся у наркоманов и алкоголиков после внезапного и полного прекращения употребления привычных токсических веществ, называется…

  • +d: абстиненцией

152. По степени опасности радиоактивного заражения местность относится к зоне …_, если уровень радиации составляет 1,4 рад/ч.

  • +c: сильного заражения

153. Наиболее трудоёмким, но эффективным из активных методов защиты от природных опасностей является…

  • +b: строительство инженерных сооружений

154. Изменения, происходящие в природе в результате хозяйственной деятельности человек, называются…

  • +a: антропогенными

155. Аварии, сопровождающиеся образованием зоны заражения, глубина которой достигает жилой застройки, относятся к…

156. К биологическим опасным и вредным факторам относятся…

  • +c: патогенные микроорганизмы

157. Умственное перенапряжение относится к вредным … факторам.

  • +a: нервно-психическим

158. К химическим опасным и вредным факторам относятся…

  • +d: токсические вещества

159. К физическим опасным и вредным факторам относится (-ятся)…

  • +b: фиброгенная пыль

160. Воспаление кожи, обусловленное избыточным воздействием (передозировкой) ультрафиолетового излучения, называется … ожогом.

161. Возникновение токсического отёка лёгких, начинающегося кашлем, головной болью, слабостью, болями в груди, одышкой, пенистой мокротой, цианозом, являются признаками отравления … и его (её) соединениями.

162. Радиационные лучевые ожоги второй степени возникают при облучении в дозе __ рад.

163. Утопление, возникающее в результате проникновения воды в альвеолы лёгких, называется…

  • +c: синей асфиксией (собственно утоплением)

164. В результате воздействия на кожные покровы и слизистые оболочки человека кислот, щелочей и агрегатных веществ возникает … ожог.

165. Жжение и металлический привкус во рту, тошнота, рвота, боль в животе, диарея, слабость, головокружение, головная боль, тахикардия, нарушение дыхания, коллапс, судороги, являются признаками отравления … и его (её) соединениями.

166. Утопление, при котором иногда человека можно спасти спустя 20÷30 минут, называется…

  • +a: белой асфиксией (мнимым утоплением)

167. Радиационные лучевые ожоги третей степени возникают при облучении в дозе __ рад.

168. Местное воздействие холода на организм называется…

  • +b: обморожением

169. Повреждение живых тканей, вызванное местным воздействием на кожные покровы ионизирующего излучения, называют … ожогом.

170. При изготовлении пластин для аккумуляторов, компонентов типографских и антифрикционных сплавов, красок возможно отравление … и его (её) соединениями.

171. Третья степень ожога имеет такие признаки, как…

  • +d: частичное обугливание кожи, обширные пузыри

172. Паталогическое состояние, развивающееся вследствие взаимодействия вредного химического вещества с организмом, называется…

  • +a: интоксикацией

173. Анилин относится к …_ аварийно химически опасным веществам.

  • +c: стойким быстродействующим

174. Рассчитайте массу загрязнителя (в миллиграммах), находящегося в аэрозольном облаке над химическим заводом, если ПДК анилина (С6H5Nh3) была превышена в аэрозольном облаке в 150 раз. ПДК С6H5Nh3 в воздухе рабочей зоны составляет 3 мг/м3. Размер облака считайте примерно 7м×5м×4м.

175. Группа одноклеточных микроорганизмов диаметром от 0,1 до 10,0 мкм, вызывающих у людей чуму, холеру, сибирскую язву, называется…

176. Химически опасные объекты (ХОО), на которых хранится 250 т аварийно химически опасных веществ (АХОВ) и более, относятся к … степени опасности химических объектов.

177. По степени опасности радиоактивного заражения местность относится к зоне …_, если уровень радиации составляет 140 мрад/ч.

  • +b: умеренного заражения

178. Совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты называется…

179. Веществом с преимущественно удушающим свойством является…

180. Местом наиболее эффективного накопления стронция-90 (90Sr) в организме человека являются…

181. Профессиональное заболевание, связанное с воздействием аэрозолей на органы дыхания, называется…

  • +b: пневмокониозом

182. Шум, создаваемый частями и деталями различных приспособлений и устройств, совершающих движение, трение, удары, вращение и т.д., является…

  • +c: механическим

183. Минимальное значение силы тока, при котором у человека возникают быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, называется…

  • +d: фибрилляционным

184. К нестойким быстродействующим аварийно химически опасным веществам относится…

185. Канализационная накопительная ёмкость, используемая для сбора канализационных и сточных вод, а также для их первичной механической очистки, называется…

  • +b: отстойником

186. К стойким замедленного действия аварийно химически опасным веществам относится…

187. Минимальное значение силы тока, при котором возникает судорожное сокращение мышц, называется пороговым …_ током.

  • +c: неотпускающим

188. Наибольшая концентрация радона в жилых помещениях характерна для…

  • +d: ванной комнаты

189. Шум в зоне аэропорта относится к … опасности.

190. Болезни человека и животных, вызываемые паразитическими грибами, называются…

191. Споровые формы микробов способны сохранять болезнетворную способность в течение … лет.

192. Видимость дороги в направлении движения, загороженная растительностью, сооружениями, рельефом местности и т.д., в том числе транспортными средствами, называется … видимостью.

  • +a: ограниченной

193. Вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, называется…

  • +a: транспортно-технологической

Анатомия электромагнитной волны

Энергия, мера способности выполнять работу, имеет множество форм и может трансформироваться из одного типа в другой. Примеры накопленной или потенциальной энергии включают батареи и воду за плотиной. Движущиеся объекты являются примерами кинетической энергии. Заряженные частицы, такие как электроны и протоны, при движении создают электромагнитные поля, и эти поля переносят энергию, которую мы называем электромагнитным излучением или светом.

Что такое электромагнитные и механические волны?

Механические волны и электромагнитные волны — два важных способа передачи энергии в окружающем нас мире.Волны в воде и звуковые волны в воздухе — два примера механических волн. Механические волны вызываются возмущением или вибрацией в веществе, будь то твердое тело, газ, жидкость или плазма. Материя, через которую распространяются волны, называется средой. Волны на воде образуются из-за колебаний жидкости, а звуковые волны из-за колебаний в газе (воздухе). Эти механические волны проходят через среду, заставляя молекулы сталкиваться друг с другом, как падающие домино, передавая энергию от одного к другому.Звуковые волны не могут распространяться в космическом вакууме, потому что нет среды для передачи этих механических волн.

Классические волны передают энергию, не перемещая материю через среду. Волны в пруду не переносят молекулы воды с места на место; скорее энергия волны проходит через воду, оставляя молекулы воды на месте, как жук, покачивающийся на волнах в воде.

Когда воздушный шар трется о шевелюру, создается астатический электрический заряд, заставляющий отдельные волоски отталкиваться друг от друга.Предоставлено: имбирный мясник

.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Электричество может быть статическим, как энергия, от которой волосы встают дыбом. Магнетизм также может быть статическим, как в магните холодильника. Изменяющееся магнитное поле вызовет изменяющееся электрическое поле, и наоборот — они связаны. Эти изменяющиеся поля образуют электромагнитные волны. Электромагнитные волны отличаются от механических волн тем, что для их распространения не требуется среда. Это означает, что электромагнитные волны могут распространяться не только через воздух и твердые материалы, но и через космический вакуум.

В 1860-х и 1870-х годах шотландский ученый по имени Джеймс Клерк Максвелл разработал научную теорию, объясняющую электромагнитные волны. Он заметил, что электрические и магнитные поля могут соединяться вместе, образуя электромагнитные волны. Он суммировал эту взаимосвязь между электричеством и магнетизмом в то, что теперь называется «уравнениями Максвелла».

Генрих Герц, немецкий физик, применил теории Максвелла для получения и приема радиоволн.Единица частоты радиоволны — один цикл в секунду — названа герцем в честь Генриха Герца.

Его эксперимент с радиоволнами решил две проблемы. Во-первых, он продемонстрировал на бетоне то, что Максвелл только предположил — что скорость радиоволн равна скорости света! Это доказало, что радиоволны были формой света! Во-вторых, Герц узнал, как заставить электрические и магнитные поля отделяться от проводов и становиться свободными, как волны Максвелла — электромагнитные волны.

ВОЛНЫ ИЛИ ЧАСТИЦЫ? ДА!

Свет состоит из дискретных пакетов энергии, называемых фотонами. Фотоны обладают импульсом, не имеют массы и движутся со скоростью света. Любой свет обладает как частицами, так и волнообразными свойствами. Как устроен инструмент для восприятия света, влияет на то, какие из этих свойств наблюдаются. Инструмент, который преломляет свет в спектр для анализа, является примером наблюдения волнообразного свойства света. Подобная частицам природа света наблюдается с помощью детекторов, используемых в цифровых камерах — отдельные фотоны высвобождают электроны, которые используются для обнаружения и хранения данных изображения.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Одно из физических свойств света — то, что он может быть поляризованным. Поляризация — это измерение выравнивания электромагнитного поля. На рисунке выше электрическое поле (выделено красным) вертикально поляризовано. Подумайте о том, как бросить фрисби в частокол. В одной ориентации он пройдет, в другой — отвергнут. Это похоже на то, как солнцезащитные очки могут устранять блики, поглощая поляризованную часть света.

ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ

Термины свет, электромагнитные волны и излучение относятся к одному и тому же физическому явлению: электромагнитной энергии.Эту энергию можно описать частотой, длиной волны или энергией. Все три связаны математически, так что если вы знаете одно, вы можете вычислить два других. Радио и микроволны обычно описываются с точки зрения частоты (герцы), инфракрасного и видимого света с точки зрения длины волны (метры), а рентгеновские лучи и гамма-лучи с точки зрения энергии (электрон-вольт). Это научное соглашение, которое позволяет удобно использовать единицы с не слишком большими или слишком маленькими числами.

ЧАСТОТА

Количество гребней, которые проходят заданную точку в течение одной секунды, описывается как частота волны.Одна волна — или цикл — в секунду называется Герцем (Гц) в честь Генриха Герца, который установил существование радиоволн. Волна с двумя циклами, которая проходит точку за одну секунду, имеет частоту 2 Гц.

ДЛИНА ВОЛНЫ

У электромагнитных волн есть гребни и впадины, похожие на гребни и впадины океанских волн. Расстояние между гребнями — это длина волны. Самые короткие длины волн — это всего лишь доли размера атома, в то время как самые длинные волны, изучаемые в настоящее время учеными, могут быть больше диаметра нашей планеты!

ЭНЕРГИЯ

Электромагнитная волна также может быть описана с точки зрения ее энергии — в единицах измерения, называемых электрон-вольтами (эВ).Электрон-вольт — это количество кинетической энергии, необходимое для перемещения электрона через потенциал в один вольт. Двигаясь по спектру от длинных волн к коротким, энергия увеличивается по мере того, как длина волны укорачивается. Представьте себе скакалку, концы которой тянутся вверх и вниз. Чтобы веревка имела больше волн, требуется больше энергии.

Начало страницы | Далее: Wave Behaviors

Цитата
APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научных миссий.(2010). Анатомия электромагнитной волны. Получено [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] , с веб-сайта NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/02_anatomy

MLA

Управление научной миссии. «Анатомия электромагнитной волны» NASA Science . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] http://science.nasa.gov/ems/02_anatomy

Фермилаб | Наука | Пытливые умы

Физика Вопросы, которые задают люди Фермилаб


Почему радиоволны могут проходить сквозь стену, а свет — нет?

Здравствуйте,
Меня зовут Майк П.и это мой вопрос.

Если радиоволны и световые волны являются свойствами электромагнитного спектра, то почему радиоволны могут проходить сквозь стены, а свет — нет?

Спасибо

Привет Майк П.,

ЧАСТЬ 1.

Позвольте мне сначала убедиться, что мы используем правильную терминологию.

Слова «электромагнитный спектр» используются для обозначения группы волн. Не какие-либо волны (не акустические, не механические), а электромагнитные волны.У этих волн ОБЩЕЕ то, что они возникают в результате электрических или магнитных процессов. Но они также ОТЛИЧАЮТСЯ чем-то, что называется ДЛИНОЙ ВОЛНЫ. (Проще говоря, их размер.)

Ознакомьтесь с нашими страницами света на следующей веб-странице

http://www.fnal.gov/pub/inquiring/more/light/index.html

(В качестве аналогии подумайте о «старшем классе». Это название группы детей, которые ходят в одну школу и примерно одного возраста.Однако все они разные. Они различаются по весу.) РАДИО-волны и СВЕТОВЫЕ волны являются ЧАСТЬЮ «ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПЕКТРА», точно так же, как говорят ДЖУДИ и ДЖОН, ЧАСТЬ «СТАРШЕГО КЛАССА».

У вас есть аналогия?

Большой!

ЧАСТЬ 2.

Хорошо, теперь давайте рассмотрим ваш вопрос. Я решил дать вам два ответа. Один интуитивно понятный и не очень точный, но все же демонстрирующий идею, а второй, более точный и научный.

ЧАСТЬ 2А.

В первом ответе снова используется аналогия:

радиоволны, соответствующие мальчику
световые волны, соответствующие комару
стена соответствующая дождю

Ответ на ваш вопрос скрыт в сравнении размеров вышеперечисленных объектов.

Мальчик может легко бегать в дождливую погоду. Верно? Но комар никогда не полетит в дождливую погоду. Почему? Потому что размер комара примерно такой же, как размер капли дождя.

Если комар попадет под дождь, первые несколько капель снесут комара в грязь. С другой стороны, поскольку размер мальчика намного больше, чем размер капли дождя, мальчику легко бегать по улице, даже если идет дождь.

Теперь я покажу вам, как использовать приведенный выше пример в случае волн и стены. Что вы сравниваете в этом случае?

Вы сравниваете размер волн и типичный размер атомов в стене.

Размер волн определяется их длиной волны.

Я говорю вам, радиоволны — это огромные волны, их длина намного больше, чем размер атомов в стене. Согласно приведенной выше аналогии, поэтому они легко проходят сквозь стену. (Как мальчик под дождем.)

С другой стороны, световые волны — это очень-очень маленькие волны, их размер (длина волны) сравним с размером атомов в стенке. И поэтому они не могут пройти сквозь стену.(Как комар не умеет летать в дождливую погоду.)

ВЫВОД 1: Радиоволны и световые волны являются частью электромагнитного спектра, но очень разные. Радиоволны намного больше, чем световые волны (с точки зрения их длины). Радиоволны больше, чем размер атомов в стене, поэтому они проходят, а свет — это небольшая волна, которая не может пройти сквозь стену.

Это имеет для вас смысл?

Хороший!

ЧАСТЬ 2B.

Прежде чем я дам вам более точный ответ, давайте рассмотрим то, что вы сказали. Вы утверждаете:

«Радиоволны проходят сквозь стену, а свет — нет».

НУ, ЭТО НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО ВСЕ ВРЕМЯ ИСТИНА !!!

Если стена сделана из стекла, СВЕТ ПРОЙДЕТ сквозь нее.

С другой стороны, если стена сделана из железа, радиоволны НЕ БУДУТ проходить сквозь стену !!! появляется

Вау, все начинает усложняться, не так ли?

ЧАСТЬ2C.

Это приводит нас к более точному ответу на ваш вопрос, чем тот, который я дал вам выше в PART2A. Настоящий ключ спрятан в СТРУКТУРЕ СТЕНЫ. Имеет значение, из чего сделана стена, какие атомы и молекулы входят в ее состав. Также очень важно, КАК эти атомы в стене плотно прилегают друг к другу.

Как известно, у каждого атома есть электронная оболочка. Эти электроны взаимодействуют друг с другом, а также с внешним миром.Свойства этих электронов диктуют, будет ли проходить через них входящая электромагнитная волна определенного типа или нет.

Некоторые материалы имеют такую ​​электронную структуру, что они прозрачны для света, но не для ультрафиолетового излучения (например, стекло, вы никогда не получите солнечный свет за окном). Но вы можете спокойно слушать радио в своей комнате. Стекло прозрачно для радиоволн.

Некоторые другие материалы имеют другую электронную структуру своих атомов, поэтому они не прозрачны для света, но прозрачны для радиоволн.Скажем, кирпичная стена.

Кроме того, как я уже сказал, вы можете найти материалы (проводники, такие как золото, железо, серебро), которые не прозрачны ни для радиоволн, ни для света.

ВЫВОД 2: Атомная структура, особенно свойства электронных оболочек атомов в стенке, определяют, будет ли эта конкретная стенка прозрачной или нет для определенного типа электромагнитной волны.

Надеюсь, мой ответ удовлетворил ваше любопытство. Пожалуйста, продолжайте интересоваться и задавать вопросы.Так вы узнаете больше всего о нашем мире.

Арнольд Помпос
Аспирант Фермилаба

Вернуться на главную страницу вопросов о физике

Введение в электромагнитные волны | Физика

Рис. 1. Человеческие глаза обнаруживают эту оранжевую «морскую золотую» рыбу, плавающую над коралловым рифом в голубых водах Эйлатского залива (Красное море), используя видимый свет.(Источник: Daviddarom, Wikimedia Commons)

Красота кораллового рифа, теплое сияние солнечного света, жгучие солнечные ожоги, рентгеновский снимок, показывающий сломанную кость, даже попкорн в микроволновке — все это доставляется нам электромагнитными волнами . Список различных типов электромагнитных волн, от радиопередающих волн до ядерных гамма-излучений ( γ -луч), интересен сам по себе.

Еще более интригующим является то, что все эти разнообразные явления являются разными проявлениями одного и того же — электромагнитных волн.(См. Рисунок 2.) Что такое электромагнитные волны? Как они созданы и как путешествуют? Как мы можем понять и организовать их разнообразные свойства? Как они связаны с электрическими и магнитными эффектами? Эти и другие вопросы будут изучены.

Предупреждение о заблуждении: звуковые волны против радиоволн

Многие люди путают звуковые волны с радиоволнами , одним типом электромагнитных (ЭМ) волн. Однако звук и радиоволны — это совершенно разные явления.Звук создает колебания давления (волны) в веществе, таком как воздух, вода или ваша барабанная перепонка. И наоборот, радиоволны — это электромагнитные волны , такие как видимый свет, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-лучи. ЭМ волнам не нужна среда для распространения; они могут путешествовать в вакууме, например в космическом пространстве.

Радио работает, потому что звуковые волны, которые играет Д.Дж. на радиостанции преобразуются в электромагнитные волны, затем кодируются и передаются в радиодиапазоне.Радио в вашем автомобиле принимает радиоволны, декодирует информацию и использует динамик, чтобы преобразовать ее обратно в звуковую волну, доставляя приятную музыку вашим ушам.

Открытие нового феномена

Рис. 2. Электромагнитные волны, посылаемые и принимаемые этой 50-футовой антенной-тарелкой радара в Космическом центре Кеннеди во Флориде, не видны, но помогают отслеживать одноразовые ракеты-носители с изображениями высокой четкости. Впервые эта антенна радара C-диапазона использовалась для запуска ракеты Atlas V, отправившей зонд New Horizons к Плутону.(кредит: НАСА)

С самого начала стоит отметить, что общее явление электромагнитных волн было предсказано теорией до того, как стало понятно, что свет — это форма электромагнитной волны. Это предсказание было сделано Джеймсом Клерком Максвеллом в середине 19 века, когда он сформулировал единую теорию, объединяющую все электрические и магнитные эффекты, известные ученым того времени. «Электромагнитные волны» — так он назвал явления, предсказанные его теорией.

Такое теоретическое предсказание с последующей экспериментальной проверкой свидетельствует о силе науки в целом и физики в частности.Основополагающие связи и единство физики позволяют некоторым великим умам решать головоломки, не имея всех частей. Предсказание электромагнитных волн — один из самых ярких примеров этой силы. Некоторые другие, такие как предсказание антивещества, будут обсуждаться в следующих модулях.

Электромагнитный спектр | Введение в химию

Цель обучения
  • Вычислить частоту или энергию фотона, определить три физических свойства электромагнитных волн
Ключевые моменты
    • Электромагнитный спектр включает обычные режимы, такие как ультрафиолетовый, видимый, микроволновый и радиоволны.
    • Электромагнитные волны обычно описываются одним из следующих трех физических свойств: частотой (f), длиной волны (λ) или интенсивностью (I). Кванты света обычно описываются частотой (f), длиной волны (λ) или энергией фотона (E). Спектр можно упорядочить по частоте или длине волны.
    • Электромагнитное излучение по-разному взаимодействует с веществом в разных частях спектра. Типы взаимодействия могут варьироваться от электронного возбуждения до молекулярной вибрации в зависимости от различных типов излучения, таких как ультрафиолетовое, рентгеновское, микроволны и инфракрасное излучение.
Условия
  • спектр Диапазон цветов, представляющих свет (электромагнитное излучение) смежных частот; отсюда электромагнитный спектр, видимый спектр, ультрафиолетовый спектр и т. д.
  • фотон Квант света и другой электромагнитной энергии, рассматриваемый как дискретная частица, имеющая нулевую массу покоя, отсутствие электрического заряда и неопределенно долгое время жизни.
  • гамма-излучениеЭлектромагнитное излучение высокой частоты и, следовательно, высокой энергии на фотон.

Диапазон электромагнитного спектра

Электромагнитный спектр — это диапазон всех возможных частот электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр объекта имеет другое значение: это характерное распределение электромагнитного излучения, испускаемого или поглощаемого этим конкретным объектом.

Свойства электромагнитного спектра Длины волн в различных областях электромагнитного спектра показаны вместе с приблизительным представителем размера длины волны.

Электромагнитный спектр простирается от нижних частот, используемых для современной радиосвязи, до гамма-излучения на коротковолновой (высокочастотной) стороне, охватывая длины волн от тысяч километров до доли размера атома. Предел для длинных волн — это размер самой Вселенной, в то время как считается, что предел для коротких волн находится в районе планковской длины (1,616 x 10 -35 м), хотя в принципе спектр бесконечен и непрерывен. .

Большая часть электромагнитного спектра используется в науке для спектроскопических и других зондирующих взаимодействий, как способов изучения и определения характеристик материи. В общем, если длина волны электромагнитного излучения аналогична длине волны конкретного объекта (атома, электрона и т. Д.), То можно исследовать этот объект с помощью этой частоты света. Кроме того, было обнаружено, что излучение из различных частей спектра имеет много других применений в связи и производстве.

Энергия фотона

Электромагнитные волны обычно описываются одним из следующих трех физических свойств: частотой (f) (также иногда обозначаемой греческой буквой nu, ν), длиной волны (λ) или энергией фотона (E). Частоты, наблюдаемые в астрономии, варьируются от 2,4 × 10 23 Гц (гамма-лучи 1 ГэВ) до локальной плазменной частоты ионизированной межзвездной среды (~ 1 кГц). Длина волны обратно пропорциональна частоте волны; следовательно, гамма-лучи имеют очень короткие длины волн, которые составляют часть размера атомов, тогда как другие длины волн могут быть такими же длинными, как и Вселенная.Энергия фотонов прямо пропорциональна частоте волны, поэтому фотоны гамма-излучения имеют самую высокую энергию (около миллиарда электрон-вольт), в то время как радиоволновые фотоны имеют очень низкую энергию (около фемтоэлектронвольт). Эти отношения иллюстрируются следующими уравнениями:

[латекс] f = \ frac {c} {\ lambda} или f = \ frac {E} {h} или E = \ frac {hc} {\ lambda} [/ latex]

c = 299 792 458 м / с — скорость света в вакууме

h = 6,62606896 (33) × 10 −34 Дж s = 4.13566733 (10) × 10 −15 эВ · с = постоянная Планка.

Когда электромагнитные волны существуют в среде с веществом, их длина уменьшается. Длины волн электромагнитного излучения, независимо от того, через какую среду они проходят, обычно указываются в терминах длины волны вакуума, хотя это не всегда указывается явно. Обычно электромагнитное излучение классифицируется по длине волны на радиоволны, микроволны, терагерцовое (или субмиллиметровое) излучение, инфракрасное, видимую область, которую мы воспринимаем как свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи и гамма-лучи.Поведение электромагнитного излучения зависит от его длины волны. Когда электромагнитное излучение взаимодействует с отдельными атомами и молекулами, его поведение также зависит от количества энергии, приходящейся на квант (фотон), которое оно несет.

A.2.1 Описание электромагнитного спектра IB Chemistry SL — YouTube На этот раз с помощью уравнений! Число волны = 1 / длина волны в см. Скорость света = длина волны x частота. Энергия = постоянная Планка x частота. Доктор Аткинсон вскоре перешел к ненужным гамма-лучам и улучшил их до дельта-лучей!

Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом

Электромагнитное излучение по-разному взаимодействует с веществом в разных частях спектра.Типы взаимодействия могут быть настолько разными, что кажется оправданным относить к разным видам излучения. В то же время существует континуум, содержащий все эти различных вида электромагнитного излучения. Таким образом, мы говорим о спектре, но разделяем его на основе различных взаимодействий с материей. Ниже приведены области спектра и их основные взаимодействия с веществом:

  • Радио: Коллективные колебания носителей заряда в массивном материале (плазменные колебания).Примером может служить колебание электронов в антенне.
  • Микроволновая печь через дальний инфракрасный диапазон: колебания плазмы, вращение молекул.
  • Ближний инфракрасный свет: молекулярные колебания, плазменные колебания (только для металлов).
  • Видимый: молекулярное электронное возбуждение (включая молекулы пигмента, обнаруженные в сетчатке глаза человека), плазменные колебания (только в металлах).
  • Ультрафиолет: возбуждение молекулярных и атомных валентных электронов, включая выброс электронов (фотоэлектрический эффект).
  • Рентгеновские лучи: возбуждение и выброс остовных атомных электронов, комптоновское рассеяние (для малых атомных номеров).
  • Гамма-лучи: энергетический выброс остовных электронов в тяжелых элементах, комптоновское рассеяние (для всех атомных номеров), возбуждение атомных ядер, включая диссоциацию ядер.
  • Гамма-лучи высоких энергий: Создание пар частица-античастица. При очень высоких энергиях одиночный фотон может создать поток высокоэнергетических частиц и античастиц при взаимодействии с веществом.

Эта классификация идет в порядке возрастания частоты и порядка убывания длины волны, что характерно для типа излучения. Хотя в целом схема классификации точна, в действительности часто существует некоторое перекрытие между соседними типами электромагнитной энергии. Например, радиоволны SLF с частотой 60 Гц могут приниматься и изучаться астрономами или могут передаваться по проводам в качестве электроэнергии, хотя последнее, в строгом смысле слова, вовсе не является электромагнитным излучением.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Основы радиации | NRC.gov

Радиация — это энергия, выделяемая веществом в форме лучей или высокоскоростных частиц. Вся материя состоит из атомов. Атомы состоят из различных частей; ядро содержит мельчайшие частицы, называемые протонами и нейтронами, а внешняя оболочка атома содержит другие частицы, называемые электронами.Ядро несет положительный электрический заряд, а электроны несут отрицательный электрический заряд. Эти силы внутри атома работают в направлении прочного, стабильного баланса, избавляясь от избыточной атомной энергии (радиоактивности). В этом процессе нестабильные ядра могут излучать определенное количество энергии, и это спонтанное излучение мы называем излучением.

Для получения дополнительной информации см. Следующие разделы на этой странице:

Физические формы излучения

Как указывалось ранее, материя испускает энергию (излучение) в двух основных физических формах.Одна из форм излучения — это чистая энергия без веса. Эта форма излучения, известная как электромагнитное излучение, похожа на вибрирующие или пульсирующие лучи или «волны» электрической и магнитной энергии. К знакомым типам электромагнитного излучения относятся солнечный свет (космическое излучение), рентгеновские лучи, радар и радиоволны.

Другая форма излучения, известная как излучение частиц, — это крошечные быстро движущиеся частицы, которые обладают как энергией, так и массой (массой). Эта менее известная форма излучения включает альфа-частицы, бета-частицы и нейтроны, как объясняется ниже.

Радиоактивный распад

Как указывалось ранее, большие нестабильные атомы становятся более стабильными, испуская излучение, чтобы избавиться от избыточной атомной энергии (радиоактивности). Это излучение может испускаться в форме положительно заряженных альфа-частиц, отрицательно заряженных бета-частиц, гамма-лучей или рентгеновских лучей, как объясняется ниже.

В результате этого процесса, называемого радиоактивным распадом, радиоизотопы со временем теряют свою радиоактивность. Эта постепенная потеря радиоактивности измеряется периодами полураспада.По сути, период полураспада радиоактивного материала — это время, за которое половина атомов радиоизотопа распадается с испусканием излучения. Это время может составлять от долей секунды (для радона-220) до миллионов лет (для тория-232). Когда радиоизотопы используются в медицине или промышленности, очень важно знать, как быстро они теряют свою радиоактивность, чтобы знать точное количество радиоизотопа, которое доступно для медицинских процедур или промышленного использования.

Ядерное деление

В некоторых элементах ядро ​​может расщепляться в результате поглощения дополнительного нейтрона в результате процесса, называемого ядерным делением.Такие элементы называются делящимися материалами. Одним из наиболее заметных расщепляющихся материалов является уран-235. Это изотоп, который используется в качестве топлива на коммерческих атомных электростанциях.

Когда ядро ​​делится, оно вызывает три важных события, которые приводят к высвобождению энергии. В частности, это выброс излучения, выброс нейтронов (обычно двух или трех) и образование двух новых ядер (продуктов деления).

Ионизирующее излучение

Излучение может быть ионизирующим или неионизирующим, в зависимости от того, как оно влияет на материю.Неионизирующее излучение включает видимый свет, тепло, радар, микроволны и радиоволны. Этот тип излучения накапливает энергию в материалах, через которые проходит, но у него недостаточно энергии для разрыва молекулярных связей или удаления электронов с атомов.

Напротив, ионизирующее излучение (например, рентгеновское и космическое излучение) более энергично, чем неионизирующее излучение. Следовательно, когда ионизирующее излучение проходит через материал, оно выделяет достаточно энергии для разрыва молекулярных связей и смещения (или удаления) электронов из атомов.Это смещение электронов создает две электрически заряженные частицы (ионы), которые могут вызывать изменения в живых клетках растений, животных и людей.

Ионизирующее излучение имеет ряд полезных применений. Например, мы используем ионизирующее излучение в детекторах дыма, а также для лечения рака или стерилизации медицинского оборудования. Тем не менее ионизирующее излучение потенциально опасно при неправильном использовании. Следовательно, Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) строго регулирует коммерческое и институциональное использование ядерных материалов, включая следующие пять основных типов ионизирующего излучения:

Альфа-частицы

Альфа-частицы — это заряженные частицы, которые испускаются естественными материалами (такими как уран, торий и радий) и антропогенными элементами (такими как плутоний и америций).Эти альфа-излучатели в основном используются (в очень небольших количествах) в таких устройствах, как детекторы дыма.

В общем, альфа-частицы имеют очень ограниченную способность проникать в другие материалы. Другими словами, эти частицы ионизирующего излучения могут быть заблокированы листом бумаги, кожей или даже несколькими дюймами воздуха. Тем не менее, материалы, излучающие альфа-частицы, потенциально опасны при их вдыхании или проглатывании, но внешнее воздействие, как правило, не представляет опасности.

Бета-частицы

Бета-частицы, похожие на электроны, испускаются естественными материалами (такими как стронций-90).Такие бета-излучатели используются в медицине, например, при лечении глазных болезней.

Как правило, бета-частицы легче альфа-частиц и обычно обладают большей способностью проникать в другие материалы. В результате эти частицы могут перемещаться по воздуху на несколько футов и проникать через кожу. Тем не менее тонкий лист металла или пластика или кусок дерева могут задерживать бета-частицы.

Гамма и рентгеновские лучи

Гамма-лучи и рентгеновские лучи состоят из волн высокой энергии, которые могут преодолевать большие расстояния со скоростью света и, как правило, обладают большой способностью проникать в другие материалы.По этой причине гамма-лучи (например, от кобальта-60) часто используются в медицинских целях для лечения рака и стерилизации медицинских инструментов. Точно так же рентгеновские лучи обычно используются для получения статических изображений частей тела (например, зубов и костей), а также в промышленности для поиска дефектов сварных швов.

Несмотря на их способность проникать сквозь другие материалы, в целом ни гамма-лучи, ни рентгеновские лучи не способны сделать что-либо радиоактивным. Несколько футов бетона или несколько дюймов плотного материала (например, свинца) способны блокировать эти типы излучения.

Нейтроны

Нейтроны — это высокоскоростные ядерные частицы, обладающие исключительной способностью проникать в другие материалы. Из пяти типов ионизирующего излучения, обсуждаемых здесь, нейтроны — единственные, которые могут сделать объекты радиоактивными. Этот процесс, называемый активацией нейтронов, дает множество радиоактивных источников, которые используются в медицинских, академических и промышленных приложениях (включая разведку нефти).

Из-за своей исключительной способности проникать в другие материалы нейтроны могут перемещаться в воздухе на большие расстояния, и для их блокировки требуются очень толстые водородсодержащие материалы (например, бетон или вода).К счастью, нейтронное излучение в основном происходит внутри ядерного реактора, где много футов воды обеспечивают эффективную защиту.

Страница Последняя редакция / обновление 20 марта 2020 г.

Какие существуют типы излучения?

Версия для печати

«Наука 101» Комиссии по ядерному регулированию: какие виды излучения существуют?

В более ранних статьях Science 101 мы говорили о том, что составляет атомы, химические вещества, материю и ионизирующее излучение.Теперь давайте посмотрим на различные виды излучения.

Существует четыре основных типа излучения: альфа, бета, нейтроны и электромагнитные волны, такие как гамма-лучи. Они различаются массой, энергией и глубиной проникновения в людей и предметы.

Первый — это альфа-частица. Эти частицы состоят из двух протонов и двух нейтронов и представляют собой самый тяжелый тип радиационной частицы. Многие из встречающихся в природе радиоактивных материалов на Земле, таких как уран и торий, испускают альфа-частицы.Примером, который знаком большинству людей, является радон в наших домах.

Второй вид излучения — бета-частица. Это электрон, который не прикреплен к атому. Имеет небольшую массу и отрицательный заряд. Тритий, производимый космическим излучением в атмосфере и существующий повсюду вокруг нас, испускает бета-излучение. Углерод-14, используемый при углеродном датировании окаменелостей и других артефактов, также испускает бета-частицы. Углеродное датирование просто использует тот факт, что углерод-14 радиоактивен.Если вы измеряете бета-частицы, это говорит вам, сколько углерода-14 осталось в окаменелостях, что позволяет рассчитать, как давно этот организм был жив.

Третий — нейтрон. Это частица, которая не имеет заряда и находится в ядре атома. Нейтроны обычно наблюдаются при расщеплении или делении атомов урана в ядерном реакторе. Если бы не нейтроны, вы не смогли бы поддерживать ядерную реакцию, используемую для выработки энергии.

Последний вид излучения — это электромагнитное излучение, такое как рентгеновские лучи и гамма-лучи.Это, вероятно, наиболее известный вид излучения, поскольку они широко используются в лечебных целях. Эти лучи подобны солнечному свету, но обладают большей энергией. В отличие от других видов излучения здесь нет ни массы, ни заряда. Количество энергии может варьироваться от очень низкого, как в рентгеновских лучах зубов, до очень высоких уровней, наблюдаемых в облучателях, используемых для стерилизации медицинского оборудования.

Как уже упоминалось, эти различные виды излучения распространяются на разные расстояния и обладают разной способностью проникать, в зависимости от их массы и
их энергия.На рисунке (справа) показаны различия.

Нейтроны, поскольку у них нет заряда, они не очень хорошо взаимодействуют с материалами и пройдут очень долгий путь. Единственный способ остановить их — использовать большое количество воды или других материалов, состоящих из очень легких атомов.

С другой стороны, альфа-частица, поскольку она очень тяжелая и имеет очень большой заряд, совсем не уходит далеко. Это означает, что альфа-частица не может пройти даже через лист бумаги. Альфа-частица вне вашего тела даже не проникает через поверхность вашей кожи.Но если вы вдыхаете или проглатываете материал, излучающий альфа-частицы, может обнажиться чувствительная ткань, такая как легкие. Вот почему высокий уровень радона считается проблемой в вашем доме. Возможность так легко задерживать альфа-частицы полезна в детекторах дыма, потому что небольшого количества дыма в камере достаточно, чтобы остановить альфа-частицы и вызвать тревогу.

Бета-частицы проходят немного дальше, чем альфа-частицы. Вы можете использовать относительно небольшое количество защиты, чтобы остановить их. Они могут попасть в ваше тело, но не могут пройти полностью.Чтобы быть полезными в медицинской визуализации, бета-частицы должны выделяться материалом, который вводится в тело. Они также могут быть очень полезны при лечении рака, если вы можете поместить радиоактивный материал в опухоль.

Гамма-лучи и рентгеновские лучи могут проникать через тело. Вот почему они полезны в медицине — чтобы показать, сломаны ли кости или есть кариес, или чтобы определить местонахождение опухоли. Защита с помощью плотных материалов, таких как бетон и свинец, используется для предотвращения воздействия на чувствительные внутренние органы или людей, которые могут работать с этим типом излучения.Например, техник, который делает мне рентгеновские снимки зубов, надевает на меня свинцовый фартук перед тем, как сделать снимок. Этот фартук предотвращает попадание рентгеновских лучей на остальную часть моего тела. Техник стоит за стеной, в которой обычно есть свинец, чтобы защитить себя.

Радиация окружает нас повсюду (так называемая фоновая радиация), но это не повод для беспокойства. Различные типы излучения ведут себя по-разному, и некоторые формы могут быть очень полезными.

Комиссия по ядерному регулированию США — это независимое федеральное правительственное агентство, ответственное за регулирование коммерческого использования ядерных материалов.Этот документ не защищен авторскими правами и может быть воспроизведен в образовательных целях.

Страница Последняя редакция / обновление 19 марта 2020 г.

такие же, но разные ›Bernie’s Basics (ABC Science)

Основы Берни

Что общего между радио, теплыми объятиями и ядерными взрывами? Практически все!

Берни Хоббс

Инфракрасные изображения позволяют «увидеть» температуру; более горячие вещи кажутся красными и желтыми, более холодные — зелеными и синими. (Источник: Служба теплового контроля)

Вы можете переключить радиостанцию, которую слушаете, одним движением диска. Но представьте, позволяет ли ваше радио настраиваться на любую желаемую частоту, независимо от того, насколько высока она. Вы бы не застряли на крикете или Кайле Сэндилленде, вы могли бы настроиться на что угодно, от телешоу до солнечного света и гамма-всплесков.

Радио, микроволны, УФ, видимый свет и гамма-лучи имеют совершенно разные эффекты, но все это одно и то же: электромагнитное излучение (ЭМИ).Это просто волны энергии, движущиеся в пространстве или в вещах.

Единственное различие между гамма-лучами от ядерных бомб и волнами, которые позволяют нашим телевизорам и микроволнам делать свое дело, заключается в том, сколько энергии у этих волн.

Радиоволны имеют самую низкую энергию в электромагнитном спектре. Но если бы вы могли немного увеличить энергию в радиоволнах, вы бы превратили их в микроволны и вы могли бы заправить ими свой обед. Продолжайте увеличивать энергию, и вы сможете использовать эти волны как факел (видимый свет) до того, как они начнут светить сквозь предметы (рентгеновские лучи), и, в конце концов, когда они окажутся на другом конце энергетического спектра, они смертельные гамма-лучи.наверх

Энергия, длина волны и частота

Электромагнитное излучение — это просто волны движущейся энергии, но когда мы настраиваемся на радио- или телестанции, мы не говорим об их энергии — все дело в частоте. Ваша микроволновая печь тоже имеет определенную частоту (она указана на этикетке сзади). А если у вас есть рентгеновский аппарат для домашних животных, он тоже будет работать на определенных частотах.

Частота — это то, как часто что-то происходит. В случае с ЭМИ — это то, как часто вы будете поражены волной радиации, если встанете на ее пути.Прямо сейчас вы, вероятно, подвергаетесь воздействию радиоволн и видимого света. Каждую секунду вы попадете под большее количество видимых световых волн, чем радиоволн, потому что видимый свет имеет более высокую энергию, а излучение с более высокой энергией имеет более высокую частоту. И это из-за двух вещей:

  • Высокоэнергетическое излучение создает очень тонкие волны (короткие волны),
  • Все излучение распространяется с одной и той же скоростью — скоростью света (великолепные 300000 км / сек.)
.

Эта комбинация волн разных длин, движущихся с одинаковой скоростью, означает, что вы втиснете гораздо больше тонких волн в излучение, рассчитанное на одну секунду, чем в более толстые волны.наверх

Откуда это все взялось?

Будь то микроволны, рентгеновские лучи или солнечный свет, энергия, которая распространяется как электромагнитное излучение, всегда производится одним и тем же способом. Все происходит из-за того, что электроны внезапно теряют энергию. Свет возникает, когда электроны опускаются на более низкий энергетический уровень в атоме. Электроны, внезапно ударяющиеся о металлическую поверхность, испускают энергию в виде рентгеновских лучей. А электроны, вибрирующие в радиопередатчиках, испускают низкоэнергетическое излучение, на которое мы настраиваемся.

Но не только радиомачты, рентгеновские аппараты и лампочки производят электромагнитное излучение; каждая частица материи во Вселенной излучает излучение, в том числе и вы.

Такие теплые предметы, как мы, излучают тепло тела, и эта тепловая энергия распространяется в виде инфракрасного излучения.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *