Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
Презентация была опубликована 11 лет назад пользователемmrcpk.marsu.ru
1 Биография. ТОРРИЧЕЛЛИ, ЭВАНДЖЕЛИСТА (Torricelli, Evangelista) (1608– 1647), итальянский физик и математик. Родился 15 октября 1608 в Фаэнце. В 1627 приехал в Рим, где изучал математику под руководством Б.Кастелли, друга и ученика Галилео Галилея. Под впечатлением трудов Галилея о движении написал собственное сочинение на ту же тему под названием Трактат о движении (Trattato del moto, 1640). В 1641 переехал в Арчетри, где стал учеником и секретарем Галилея, а позже его преемником на кафедре математики и философии Флорентийского университета. С 1642, после смерти Галилея, придворный математик великого герцога Тосканского и одновременно профессор математики Флорентийского университета. Наиболее известны труды Торричелли в области пневматики и механики. В 1644 развил теорию атмосферного давления, доказал возможность получения так называемой торричеллиевой пустоты и изобрёл ртутный барометр. В основном труде по механике "О движении свободно падающих и брошенных тяжёлых тел" (1641) развивал идеи Галилея о движении, сформулировал принцип движения центров тяжести, заложил основы гидравлики, вывел формулу для скорости истечения идеальной жидкости из сосуда.
2 Торричелли принадлежат также работы по математике (в частности, развил "неделимых" метод) и баллистике, усовершенствованию оптических приборов, шлифовке линз. В математике усовершенствовал и широко применил метод неделимых при решении задач на касательные. Использовал кинематические представления, в частности принцип сложения движений. Обобщил правило квадратуры параболы на случай произвольного рационального показателя. Самостоятельно, хотя и несколько позже {Ж. Роберваля}, определил квадратуру циклоиды. Вслед за {Р. Декартом} нашел длину дуги логарифмической спирали. Кроме изготовления зрительных труб и телескопов, занимался конструированием простых микроскопов, состоящих всего из одной крошечной линзы, которую он получал из капли стекла (расплавляя над пламенем свечи стеклянную палочку). Именно такие микроскопы получили затем широкое распространение. Умер Торричелли во Флоренции 25 сентября 1647.
3 Тем самым опыт получил возможность "перейти" со стройплощадки в лабораторию и был проведен Вивиани по инициативе Торричелли. Осмысливая результаты эксперимента, Торричелли делает два вывода: пространство над ртутью в трубке пусто (позже его назовут "торричеллиевой пустотой"), а ртуть не выливается из трубки обратно в сосуд потому, что атмосферный воздух давит на поверхность ртути в сосуде. Из этого следовало, что воздух имеет вес. Это утверждение казалось настолько невероятным, что не сразу было принято учеными того времени. В 1641 Торричелли сформулировал закон вытекания жидкости из отверстий в стенке открытого сосуда и вывел формулу для определения скорости вытекания (формула Торричелли).
4 Точка Торричелли – это точка в плоскости треугольника, сумма расстояний от которой до вершин треугольника имеет наименьшее значение.
5 Земной шар окружен слоем газообразного воздуха атмосферой, толщина которой примерно равна радиусу Земли. Физическое состояние атмосферы в определенном месте, в определенный момент или промежуток времени характеризуется такими метеорологическими элементами, как температура, давление, ветер, влажность, облачность, видимость и т. д., а также особыми атмосферными явлениями, какими являются гроза, дождь, туман и т. п. Сочетание таких элементов и явлений формирует понятие о погоде, определяющей гидрометеорологическую обстановку. Экономические исследования работы морского транспорта показывают, что ходовое время в значительной степени зависит от правильности учета гидрометеорологической обстановки во время плавания. Поэтому знание фактической гидрометеорологической обстановки на трассе перехода и прогноза, ее изменения совершенно необходимо. Атмосфера и Мировой океан представляют собой неразрывную систему, в которой непрерывно зарождается тепловое и динамическое воздействие их друг на друга, настолько сильное и сложное, что отделить причину от следствия оказывается, как правило, невозможным. Взаимодействие Мирового океана и атмосферы оказывает решающее влияние и играет главную роль в формировании погоды над океанами и морями.
6 Судно, находящееся в пограничном слое атмосферы и моря, непрерывно подвергается воздействиям гидрометеорологических условий, которые оказывают неблагоприятные и благоприятные влияния на безопасность плавания, сохранность перевозимых грузов, а также пребывание пассажиров на его борту. Так, неблагоприятные гидрометеорологические факторы могут снизить экономические показатели работы судна, а также влиять на условия или создавать предпосылки для возникновения аварий и даже гибели судов. Это наносит большой материальный ущерб и создает угрозу для жизни людей, а иногда приводит к их гибели. В этой связи качественная и количественная оценки неблагоприятных влияний гидрометеорологических условий на судно и их учет представляют собой одну из актуальных задач современного судовождения. Необходимо добавить также, что различные грузы, находящиеся на территории порта в тех или иных условиях хранения, в большей или меньшей степени подвергаются неблагоприятному влиянию отдельных гидрометеоро логических факторов. Все вышесказанное определяет необходимость для будущего эксплуатационника получить достаточную информацию о влиянии погоды и моря на работу морского флота. Для понимания сущности и значимости гидрометеорологического обеспечения безопасности судовождения и сохранной перевозки грузов морем необходимо познакомиться с теми физическими явлениями, которые происходят в воздушной оболочке Земли, а также иметь достаточное представление о физической, химической и биологической сущности основных океанографических элементов глубинах, течениях, приливах и т.д.
7 Земной шар окружен слоем газообразного воздуха атмосферой, толщина которой примерно равна радиусу Земли. Физическое состояние атмосферы в определенном месте, в определенный момент или промежуток времени характеризуется такими метеорологическими элементами, как температура, давление, ветер, влажность, облачность, видимость и т. д., а также особыми атмосферными явлениями, какими являются гроза, дождь, туман и т. п. Сочетание таких элементов и явлений формирует понятие о погоде, определяющей гидрометеорологическую обстановку. Экономические исследования работы морского транспорта показывают, что ходовое время в значительной степени зависит от правильности учета гидрометеорологической обстановки во время плавания. Поэтому знание фактической гидрометеорологической обстановки на трассе перехода и прогноза, ее изменения совершенно необходимо. Атмосфера и Мировой океан представляют собой неразрывную систему, в которой непрерывно зарождается тепловое и ди намическое воздействие их друг на друга, настолько сильное и сложное, что отделить причину от следствия оказывается, как правило, невозможным. Взаимодействие Мирового океана и ат мосферы оказывает решающее влияние и играет главную роль в формировании погоды над океанами и морями.
8 Имя Торричелли навсегда вошло в историю физики как имя человека, впервые доказавшего существование атмосферного давления и сконструировавшего первый барометр. До середины XVII века считалось непререкаемым утверждение древнегреческого ученого Аристотеля (384–322 до н.э.) о том, что вода поднимается за поршнем насоса потому, что "природа не терпит пустоты". Однако при сооружении фонтанов во Флоренции обнаружилось, что засасываемая насосами вода не желает подниматься выше 34 футов. Недоумевающие строители обратились за помощью к престарелому Галилею, который сострил, что, вероятно, природа перестает бояться пустоты на высоте более 34 футов, но все же предложил разобраться в этом своим ученикам – Торричелли и Вивиани. Трудно сказать, кто первым догадался, что высота поднятия жидкости за поршнем насоса должна быть тем меньше, чем больше ее плотность. Так как ртуть в 13 раз плотнее воды, то высота ее поднятия за поршнем будет во столько же раз меньше.
9 Место соприкосновения двух воздушных масс, обладающих различными физическими свойствами, называется поверхностью раздела, или фронтом. Линия пересечения такой поверхности с подстилающей поверхностью моря или суши называется линией фронта. Фронты разделяются на подвижные и "стационарные. В зонах фронтов наблюдаются наиболее сложные условия погоды: мощная облачность, осадки, нередко грозовая деятельность, усиление ветра, ухудшение видимости н другие явления. Главный арктический фронт отделяет арктический воздух от полярного; главный полярный фронт полярный воздух от тропического; главный тропический фронт тропический воздух от экваториального. В зависимости от относительного направления перемещения фронты делят на теплые, холодные и малоподвижные. Теплый фронт возникает при наползании теплой воздушной массы на холодную. Давление перед таким фронтом надает. Предвестником теплого фронта служат также перистые облака в виде «коготков». Перед теплым фронтом наблюдаются пред-фронтовые туманы. Пересекая зону теплого фронта, судно попадает в широкую полосу обложного дождя или снега с пониженной видимостью. Холодный фронт возникает, когда холодные воздушные массы вклиниваются в теплые. Он наступает «стеной» ливневых облаков. Давление перед фронтом значительно падает. При встрече с холодным фронтом судно попадает в зону ливней, гроз, шквалов и сильного волнения. Однако если клин холодного воздуха «подсекает» теплые массы медленно, то за линией такого холодного фронта судно попадает в зону обложных осадков, с резким понижением температуры и видимости.
10 Атмосферное давление это давление, создаваемое весом воздуха. Нормальное давление воздуха уравновешивает столб ртути в 760 мм на уровне моря и в широте 45° при температуре 0°С. Часто атмосферное давление выражают в миллибарах: 1 мбар = 0,75 мм; 1мм=1,33 мбар. Шкалы перевода миллиметров атмосферного давления в миллибары и миллибаров в миллиметры приводятся в МТ.
11 Линии, соединяющие на карте точки с равным атмосферным давлением, называются изобарами, а определяемое расположением изобар распределение давлений на каком-либо горизонтальном уровне барическим полем. В различных точках определенного горизонтального уровня давление атмосферы может быть различным. Разность таких давлений в сторону наибольшего их падения называется барическим гра диентом. Тип падения или повышения давления характеризуется системами расположения изобар. Такие системы определяют формы барического рельефа. Атмосферное давление на судах измеряют барометром-анероидом, чувствительным элементом которого является герметическая тонкостенная металлическая коробка, из которой откачан практически весь воздух. Такая «барометрическая» коробка сжимается либо расширяется («дышит») с изменением атмосферного давления, а ее деформация через систему рычагов фиксируется на специальной шкале с помощью индикаторной стрелки. Правила исправлений показаний барометра-анероида и необходимые для этого таблицы приведены в прилагаемой к прибору заводской инструкции. Непрерывная регистрация изменения атмосферного давления осуществляется барографом с помощью пишущего на барабанной ленте пера, приводимого в движение рычагами, связанными с набором спаянных между собой (столбиком) барометрических коробок.
12 Облака скопление мельчайших капель или кристаллов льда в высоких слоях атмосферы. В суточном ходе облачности летом наблюдаются два максимума рано утром и после полудня, зимой в утренние и ночные часы. Максимума облачность достигает в экваториальной зоне, минимума в широтах 3035°. Отсюда она вновь увеличивается, достигая второго максимума в широтах 6080°, а к полюсу вновь несколько убывает. Все облака делятся на три класса: нижнего (высота ниже 2 км), среднего (высота от 2 до 6 км) и верхнего (высота бо лее 6 км) ярусов. Облачность измеряется в баллах от 0 до 10, в зависимости от того, сколько десятых частей неба закрыто облаками. Например, над Белым морем среднее годовое значение облачности равно 0,8, в Асуане 0,5 балла.
13 Осадки. Различают осадки, выпадающие из облаков (дождь, снег, ледяной дождь, снежная крупа, ледяная крупа, град, снежные зерна) и выделяющиеся из поверхности Земли и предметов (роса, иней, изморозь, жидкий налет, гололед). Количество осадков выражается толщиной слоя воды, покрывающего земную поверхность при выпадении осадков, и измеряется в миллиметрах. Наибольшее среднее годовое количество осадков наблюдается в Черрапунджи (Индия) мм. В Батуми в среднем за год выпадает мм. Видимость предельное расстояние, дальше которого наблюдаемый объект сливается с фоном и становится невидимым. Видимость зависит от прозрачности атмосферы, возрастающей с увеличением широты. Для оценки видимости пользуются специальной шкалой. Так, шкала горизонтальной видимости приведена в Мореходных таблицах
14 Туманы скопление продуктов конденсации (процесса пре вращения пара в воду) водяного пара в слоях воздуха, близких к поверхности Земли. Различают следующие виды туманов: дымка размер капель не превышает 0,0005 мм, а видимость от 1 до 10 км; слабый туман видимость от 500 м до 1км; сильный туман видимость менее 50 м. Подробные сведения о туманах, их распределении, суточном и годовом ходе можно найти в соответствующих лоциях
15 Ветер горизонтальное передвижение воздуха, вызванное разностью атмосферного давления. Ветер характеризуется направлением, скоростью и силой. На экваторе направление ветра совпадает с барическим градиентом; воздух здесь перемещается от центров высокого давления к центрам низкого давления. Однако к северу и к югу от экватора, вследствие влияния силы Кориолиса и центробежной силы, ветер отклоняется от направления градиента вправо в северном и влево в южном полушариях. Таким образом, в северном полушарии, став спиной к ветру, наблюдатель будет иметь низкое давление слева; в южном полушарии соответственно справа. Сила ветра зависит от величины барического градиента. Для оценки силы ветра пользуются специальной шкалой Бофорта; такая шкала приведена в МТ. На движущемся судне наблюдается кажущийся ветер. Определение направления истинного ветра: где V вектор скорости судна, м/с; Vк.в вектор кажущегося ветра, откладываемый в сторону, противоположную направлению этого ветра, м/с; Vив вектор скорости истинного ветра, направление которого противоположно направлению действительного ветра, м/с.
16 Общие сведения. Горизонтальные и вертикальные движения воздуха играют большую роль в. эволюции метеорологических процессов. В низких широтах такие перемещения достаточно устойчивы и лишь изредка возмущаются пассатными волнами и тропическими циклонами. Во внетропичееких шпротах основной чертой циркуляционных процессов является интенсивная циклоническая деятельность, т. е. непрерывное возникновение, перемещение и эволюция крупномасштабных возмущений циклонов и антициклонов. В такой циркуляции участвуют воздушные массы, сформировавшиеся над разными районами и имеющие различные метеорологические характеристики. Переходные зоны между воздушными массами различного происхождения нередко бывают довольно узкими и в этом случае называются фронтальными зонами, или атмосферными фронтам и; они являются районами с особо сложными условиями погоды
17 Воздушные массы. В процессе обшей циркуляции атмосферы воздух тропосферы расчленяется на отдельные воздушные массы. Воздушная масса, формирующаяся в Арктике (Антарктике), называется арктическим (антарктическим) воздухом; в умеренных широтах полярный воздух; в суб тропиках и тропиках тропический воздух; в районе экватора экваториальный воздух. Воздушные массы каждого географического тина делятся на морские и континентальные. Характер погоды в воздушной массе зависит от того, перемещается она на более теплую или па более холодную подстилающую поверхность. В этом плане все воздушные массы разделяют на теплые и холодные. Воздушная масса, двигающаяся над более теплой подстилающей поверхностью, называется холодной; двигающаяся над более холодной подстилающей поверхностью теплой; находящаяся в тепловом равновесии с окружающей средой местной. В холодной неустойчивой воздушной массе ветер порывистый, неустойчивый, видимость хорошая {вне зоны осадков), возможны ливни с грозой. Такая масса типична для морей при перемещении воздуха с выхоложенных материков или из районов холодных морских течений на относительно теплую водную поверх ность. В теплых устойчивых воздушных массах ветер у поверхности ровный, без порывов, видимость ухудшена, наблюдается адвективный туман или сплошная облачность с выпадением моросящих осадков. Такие воздушные массы наблюдаются над океанами, когда па относительно холодную морскую поверхность поступает прогретый воздух с континента либо из районов теплых морских течений.
18 Циклоном (внетропнческим) называется замкнутая область пониженного давления с наименьшим давлением в центре. Такой циклон зарождается на границе двух масс воздуха разной температуры. Движение воздуха в циклоне имеет вихревой характер, причем воздушные частицы перемещаются в северном полушарии против часовой стрелки, а в южном по часовой стрелке. Диаметр циклона колеблется от нескольких сот до км; давление в центре около мбар; средняя скорость перемещения 3060 км/ч. Циклон существует обычно 56 сут. Антициклоны области повышенного давления с замкнутыми изобарами могут, как и циклоны, быть стационарными и подвижными. Малоподвижные субтропические антициклоны особенно четко выражены в летний период; наиболее известны азорский и гавайский антициклоны. Воздух в антициклоне циркулирует в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном против часовой стрелки. Диаметр хорошо развитого антициклона в среднем около 1000 миль; давление в центральной части мбар.
Еще похожие презентации в нашем архиве:
© 2024 MyShared Inc.
All rights reserved.