Биология. 10 класс
§ 5. Свет в жизни организмов. Фотопериод и фотопериодизм
*Свет как абиотический фактор среды
Одним из условий существования жизни на Земле является солнечный свет, поступающий из космического пространства.
! Это интересно
При прохождении солнечной радиации через атмосферу около 19 % поглощается облаками и водяными парами, 34 % отражается обратно в космос, 47 % достигает земной поверхности, из них 24 % — прямая радиация и 23 % — отраженные лучи. Растения связывают в ходе фотосинтеза в среднем 1 % поступающей к ним солнечной энергии.
В солнечном спектре выделяют три основных компонента: ультрафиолетовые лучи, видимый свет, инфракрасные лучи. Их характеристика представлена в таблице.
Таблица. Состав солнечного света, достигающего поверхности Земли
Ультрафиолетовые лучи действуют на организмы неоднозначно в зависимости от дозы. Избыточное облучение ультрафиолетом может причинять существенный вред здоровью. Все живое на Земле защищено от губительного влияния ультрафиолетовых лучей озоновым слоем земной атмосферы. Однако, несмотря на защитный озоновый слой, на долю ультрафиолетовых лучей приходится около 3 % солнечного света, достигающего поверхности Земли. Ультрафиолетовые лучи приводят к повреждению хромосом, могут вызывать рак кожи, преждевременное старение, стать причиной развития катаракты (помутнения хрусталика). Для людей со светлой кожей ультрафиолетовые лучи являются основным фактором, приводящим к меланоме — самой опасной форме рака кожи.
В то же время в небольших дозах ультрафиолетовые лучи стимулируют синтез пигмента кожи меланина и витамина D. Из курса биологии 9-го класса вы уже знаете, что витамин D оказывает влияние на обмен кальция и фосфора. Это в свою очередь влияет на рост и развитие скелета человека.
! Это интересно
Велико значение витамина D для растущего потомства млекопитающих и птиц. Лисицы и барсуки, выводящие детенышей в норах, регулярно выносят их на солнце. «Солнечное купание» свойственно многим птицам. Стремятся погреться на солнышке после зимовки и домашние животные. Известно, что умеренное ультрафиолетовое облучение молодняка сельскохозяйственных животных положительно сказывается на их росте и развитии.
Видимый свет наиболее важен для существования жизни на Земле. Все разнообразие климатических условий и температуры верхних слоев морских и пресных вод определяется количеством поглощенной солнечной энергии. Различные участки спектра видимого света действуют на организмы по-разному. Красные лучи оказывают тепловое действие. Синие и фиолетовые лучи изменяют скорость и направление некоторых биохимических реакций. Особенно велико значение видимого света в жизни растений. Они поглощают его с помощью пигментов и используют в процессе фотосинтеза.
Растения способны изменять положение своих органов в пространстве под действием света, то есть проявлять фототропизм. Фототропизм (от греч. phōtós — свет) — ростовые движения органов растений под влиянием одностороннего освещения. Обычно у стеблей наблюдается положительный (по направлению к свету), а у корней — отрицательный (от света) фототропизмы. Положительный фототропизм можно наблюдать на посевах подсолнечника во время цветения. С восхода и до захода соцветия подсолнечника, как локаторы, поворачиваются вслед за солнцем.
Свет играет роль основного энергетического и сигнального фактора. Для подавляющего большинства организмов видимый свет является источником тепла. Дневным животным видимый свет позволяет ориентироваться в среде. Некоторые ночные виды (совы, филины) могут перемещаться даже при слабой освещенности.
Инфракрасные лучи являются источником тепловой энергии. На их долю приходится 45 % солнечного света, достигающего Земли. Некоторые наземные животные (ящерицы, змеи) используют инфракрасные лучи для повышения температуры тела.
Какие лучи являются основным источником тепловой энергии
Установите соответствие между характеристиками и видами излучения: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А) Являются основным источником тепловой энергии
Б) Обеспечивают реакцию организмов на изменение длины дня
В) Поглощаются при фотосинтезе
Г) Воспринимаются термолокаторами некоторых пресмыкающихся
Д) Оказывают бактерицидное воздействие на биосферу
Е) Являются сильным мутагеном для живых существ
1) Ультрафиолетовые лучи
2) Лучи видимого спектра
Тепловое излучение, виды, свойства и принцип работы
«Тепловое излучение — это процесс, при котором энергия передается от горячего тела к окружающей среде в виде электромагнитного излучения. Состоит из инфракрасных лучей, которые не могут быть видимы для человеческого глаза. «
История открытия
Открытие было сделано в 1800 году английским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом. Он обнаружил, что когда тело нагревается, то испускает излучение в виде электромагнитных волн, которые распространяются в пространстве. Это явление называется тепловым излучением, или инфракрасным излучением.
Максвелл также разработал математическую модель, которая описывает, как тепловое излучение распространяется в пространстве. Эта модель стала основой для разработки инфракрасных датчиков и систем мониторинга температуры.
Открытие теплового излучения стало важным шагом в развитии физики и техники, поскольку оно позволило ученым и инженерам лучше понимать, как работают различные системы и устройства.
Виды теплового излучения
Тепловое излучение — это процесс передачи энергии от горячих тел к холодным. Существует несколько видов теплового излучения:
- Инфракрасное излучение — это вид теплового излучения, которое находится в диапазоне длин волн от 0,74 до 1000 микрон. Оно невидимо для человеческого глаза, но может быть обнаружено с помощью специальных приборов.
- Видимое излучение — которое мы видим как свет. Оно находится в диапазоне от 380 до 780 нанометров.
- Ультрафиолетовое излучение — с длиной волны менее 200 нанометров, которое может быть опасным для здоровья человека и вызывать различные заболевания кожи.
- Радиационное излучение — возникает при ядерных реакциях и может быть использовано в медицине для лечения различных заболеваний.
- Лазерное излучение — это когерентное излучение света с высокой интенсивностью и длиной волны. Оно может использоваться в различных областях, включая медицину, науку и промышленность.
Принцип работы теплового излучения
Это процесс передачи тепла от более горячих объектов к более холодным. Принцип работы теплового излучения заключается в том, что энергия, которая была поглощена объектом, излучается им в виде электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне.
Когда объект нагревается, его молекулы начинают двигаться быстрее и сталкиваются друг с другом, передавая энергию. Эта энергия может быть передана другим молекулам, которые затем также начинают двигаться быстрее, и так далее. В результате объект начинает излучать тепло в виде инфракрасных волн.
Инфракрасные волны имеют длину волны, которая находится в диапазоне от 0,74 мкм до 1000 мкм. Они имеют низкую энергию и не могут проникать через твердые материалы, такие как стекло или металл. Однако они могут проходить через газы и жидкости, а также через некоторые материалы, такие как пластик или дерево.
Спектр теплового излучения
Можно выделить три основных участка:
- Инфракрасный (от 3 до 5 мкм) — этот участок спектра содержит наибольшую долю энергии и отвечает за тепловое излучение объектов, нагретых до высоких температур.
- Видимый (от 0,4 до 0,7 мкм) — тут энергия излучения меньше, чем на инфракрасном участке, но он все еще может быть заметен для человеческого глаза.
- Ультрафиолетовый (менее 0,3 мкм) — является наиболее коротким из всех участков спектра, и его энергия очень мала. Тем не менее, оно может быть опасным для здоровья человека, если не использовать защитные очки или другие средства защиты.
Каждый участок спектра имеет свои особенности и используется для разных целей. Например, инфракрасное излучение используется в термографии для измерения температуры объектов, а видимое излучение используется в фотокамерах для получения изображений.
Источники теплового излучения
Это объекты, которые излучают тепловую энергию в окружающую среду. Примеры таких источников включают:
- Солнце. Является одним из крупнейших источников тепловой энергии на Земле, излучая тепло в космос через свою фотосферу.
- Геологические образования. Например, такие как вулканы, горячие источники и лавовые поля, могут являться источниками тепловой энергии.
- Химические реакции. Могут приводить к выделению тепла, которое может быть использовано для нагрева окружающей среды.
- Тепловое оборудование. Например, такие как печи, котлы, нагреватели, могут излучать тепло в окружающую среду.
- Живые организмы. Например, такие как растения, животные и люди, выделяют тепло в процессе метаболизма.
Применение теплового излучения
Использовано для различных целей, включая:
1. Обогрев зданий и сооружений. Используется для обогрева любых помещений, что позволяет снизить затраты на отопление и увеличить комфорт для людей, находящихся внутри помещений.
2. Обогрев воды и пара. Также применяется для нагрева воды и пара, что необходимо в различных промышленных процессах, таких как производство стали, цемента и других материалов.
3. Обогрев теплиц и оранжерей. тепловое излучение позволяет выращивать растения в условиях, когда температура окружающей среды не достигает оптимальных значений.
4. Обогрев животных. Может использоваться для обогрева животных, что способствует улучшению их здоровья и повышению производительности.
5. Охлаждение помещений. Используется для охлаждения помещений, что особенно актуально в жаркую погоду.
6. Охлаждение продуктов. Применяется для охлаждения различных видов еды, что позволяет сохранить их свежесть и качество.
7. Солнечные коллекторы. Используется для производства электроэнергии, что является одним из способов получения энергии из возобновляемых источников.
8. Обогрев космических аппаратов. Применяется для поддержания комфортной температуры внутри космических кораблей и станций.
9. Обогрев и охлаждение электронных компонентов. Играет важную роль в работе электронных компонентов, используемых в различных устройствах, таких как компьютеры, мобильные телефоны и другие электронные устройства.
10. Медицинское оборудование. Часто используется в медицинском оборудовании, таком как инфракрасные термометры и тепловые лампы, для измерения температуры тела и лечения заболеваний.
11. Авиация. Играет важную роль в авиации, так как оно используется для создания тепловой защиты самолетов от перегрева в условиях высоких температур
В целом, тепловое излучение находит широкое применение в различных областях, от обогрева зданий до производства электроэнергии и работы электронных компонентов.
Какие лучи являются основным источником тепловой энергии
3-х месячный курс «Во все тяжкие»
3-х месячный курс для 10 классов
Подготовка к ЕГЭ-2025
Подготовка 10 класс — 2025
Обществознание с HISTRUCTOR
История с HISTRUCTOR
Математика с математиком МГУ
- Главная
- Каталог задач
- Каталог заданий по ЕГЭ — Биология с ЕВ
- Биосфера
- Задача # 48971
Тема 19 . Эволюция и экология
19 .11 Биосфера
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами — ЛЕГКО!
Подтемы раздела эволюция и экология
Решаем задачу:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Задача 1 # 48971
Установите соответствие между характеристиками и видами излучения: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
| ХАРАКТЕРИСТИКИ | ВИДЫ ИЗЛУЧЕНИЯ |
| А) являются основным источником тепловой энергии | 1) ультрафиолетовые лучи |
| Б) обеспечивают реакцию организмов на изменение длины дня | 2) лучи видимого спектра |
| В) поглощаются при фотосинтезе | 3) инфракрасные лучи |
| Г) воспринимаются термолокаторами некоторых пресмыкающихся | |
| Д) оказывают бактерицидное воздействие на биосферу | |
| Е) являются сильным мутагеном для живых существ |
Показать ответ и решение
УФ лучи:
— коротковолновые (менее 290 нм): сильнейшие мутаген, губительны для всего живого, задерживаются озоновым экраном
— длинноволновые (290-380 нм): бактерицидное действие, используется в метаболизме и синтезе витамина D
Видимая часть спектра (400 – 750 нм) — фотосинтез (фиксируется растениями и цианобактериями), ориентирование в пространстве, поиск мест обитаний, реакция на смену длины светового дня
Инфракрасные лучи (более 750 нм): источник тепловой энергии, воспринимается термолокаторами рептилий, увеличивают испарение через покровы, создают благоприятные условия для поглощения углекислого газа через устьица