Свет в море - [5]
Так как фотоны в зависимости от частоты (т. е. от длины волны света) обладают, как мы убедились, различной энергией, то и поглощаются по-разному. Как же оценить это поглощение количественно?
Способность любого вещества поглощать свет характеризуется его показателем поглощения.
Направим на тонкий слой вещества луч света. Количество фотонов (ΔN), поглощенных этим слоем, будет пропорционально его толщине (Δz) и числу N фотонов, падающих на этот слой: ΔN = ϰNΔz.
Коэффициент пропорциональности ϰ в этой формуле зависит только от поглощающих свойств данного вещества и носит название показателя поглощения. С физической точки зрения он равен вероятности того, что фотон, пробегая в веществе слой единичной толщины, будет поглощен в этом слое.
Измеряется показатель поглощения в единицах, обратных единицам длины: см>-1, м>-1, км>-1. В оптике моря используют м>-1.
Показатель поглощения является спектральной величиной, т. е. его значения зависят от длины волны света. Способность воды избирательно поглощать свет различных длин волн называется селективностью.
Насколько отличаются показатели поглощения (в пределах видимой области спектра) у дистиллированной воды, видно из следующих данных:
| Цвет | Фиолетовый | Синий | Зеленый | Оранжевый | Красный | ||
| НМ | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 |
| м>-1 | 0,0050 | 0,0013 | 0,0025 | 0,015 | 0,091 | 0,15 | 0,26 |
Как видим, поглощение красного света в сотни раз больше, чем сине-зеленого. Но приведенные показатели характеризуют поглощение света собственно молекулами воды. В морской воде это процесс гораздо более сложный, ибо фотоны поглощаются не только молекулами, но и растворенными в воде веществами органического и неорганического происхождения.
В ней растворены практически все известные нам химические элементы. Профессор Н. Н. Зубов писал: «…если некоторые из них (элементов. — Авт.) до сих пор не обнаружены, то это надо приписать скорее неточности методов определения, чем действительному их отсутствию»[6].
Больше всего в морской воде содержится солей натрия, калия и магния. Морская вода обладает одним удивительным свойством: постоянством своего солевого состава. Концентрация растворенных солей в океане может в зависимости от местных условий меняться в довольно широких пределах, но соотношение между основными солями остается неизменным.
Чем же отличается (с точки зрения поглощающих свойств) морская вода от дистиллированной?
Еще в 1927 г. очень интересные измерения проделал американский ученый Е. Хальбарт. Справедливо считая, что поглощение в морской воде обусловлено как самой водой, так и растворенными в ней солями, он исследовал молекулярные коэффициенты поглощения NaCl, KCl, MgCl>2, MgSO>4 и CaSO>4. В результате измерений Хальбарт установил; что в видимой области спектра поглощение дистиллированной водой мало отличается от поглощения в хорошо отфильтрованной чистой морской воде. А вот в ультрафиолетовой области спектра растворенные соли резко увеличивают показатель поглощения.
В море кроме солей растворены еще и органические вещества, которые увеличивают поглощение и меняют (по сравнению с дистиллированной) селективность морской воды. Особенно это присуще водам, содержащим большое количество таинственного «желтого вещества».
Последние исследования ученых и. главным образом фундаментальные работы немецкого океанолога К. Калле показали, что «желтое вещество» состоит из свободных углеводов и свободных аминокислот, образующихся в результате распада органических веществ, конечный продукт которого — гуминовые соединения, имеющие желтый цвет и весьма устойчиво сохраняющиеся в водах моря. Эти соединения содержатся во всех морях и океанах, но особенно много их в районах высокой продуктивности, богатых органическими веществами. Присутствие «желтого вещества» значительно изменяет спектральную кривую поглощения морской воды (рис. 3). У вод Балтийского моря, богатых «желтым веществом», показатель поглощения выше, чем у чистых вод, а его минимум смещен в более длинноволновую часть спектра.
Эта разница в значениях показателей поглощения и в их спектральном распределении может заметно сказаться на температуре поверхностного слоя моря. При прочих равных условиях (количество упавшей энергии, интенсивность перемешивания и т. п.) воды с повышенной концентрацией «желтого вещества» будут лучше прогреты, чем такой же слой чистых океанских вод. Грубо говоря, мутные воды более теплые, чем чистые. Если одно и то же количество световой энергии будет поглощено, т. е. в значительной степени преобразовано в тепловую, в тонком слое мутной воды, то этот слой будет нагрет сильнее, чем более толстый слой чистой воды, поглотивший ту же энергию.
Наряду с другими факторами данное явление определяет более бурное протекание процесса фотосинтеза, т. е. образования фитопланктона, в водах с повышенным содержанием «желтого вещества». Это один из примеров взаимообусловленности процессов, происходящих в море.
Таким образом, поглощение света в морской воде вызывается как поглощением молекулами самой воды, так и растворенными в ней неорганическими и органическими веществами. Мы уже говорили о том, что в видимой области спектра неорганические соли оказывают слабое влияние на поглощение света; следовательно, различие в спектральных кривых поглощения морской воды может возникать только за счет различия в количестве и характере растворенного в воде органического вещества
ДОРОГИЕ ЧИТАТЕЛИ! Перед вами первый выпуск новой подписной популярной серии издательства «Знание» «Странствия и приключения». Мы понимаем, что вам нелегко живется в это сложное время, что вы в бесконечных заботах и хлопотах о хлебе насущном и устали от коллизий политических и экономических. Так постарайтесь отложить все дела и почитайте эту брошюру. Необыкновенные приключения мореплавателей отвлекут вас и, может быть, придадут вам решительности для удачного плавания по крутым волнам нашей жизни. В ближайшее время вы вместе с нашими героями побываете на необитаемых островах, в других экзотических местах планеты, совершите увлекательное путешествие на «Летучем голландце», примете участие в погоне за морскими чудищами и в необычайных экспедициях прошлого и настоящего.
В книге в увлекательной форме рассказывается об открытии континентов в разные исторические эпохи. Восстанавливаются маршруты древних мореходов. Рассматриваются любопытные гипотезы и научные факты, свидетельствующие о неослабевающем интересе всех исследователей к истории развития и познания Мира. Автор, океанолог по профессии, ведущий научный сотрудник Института океанологии Российской академии наук, участник многочисленных экспедиций в Мировом океане. Он свой опыт и знания старается передать читателям этой книги.
Аннотация издательства: «Из всех видов мореплавания больше всего приковывают внимание людей плавания отважных одиночек. Автор, ученый-океанолог и популяризатор, собрал большой фактический материал о таких плаваниях и о наиболее интересных из них поведал в новеллах, собранных в эту книгу. Читатель узнает о пересечении Атлантического океана Енсеном и Блэкберном, Бомбаром и Линдеманом, Чичестером и Табарли, о плаваниях через Тихий океан Уиллиса и Хори, о кругосветных плаваниях Слокама, Шербо, Пиджена, Телиги, Грэхема и о многих других, связанных с большим риском и необыкновенным мужеством.
В книге рассматривается «проблема» Бермудского треугольника — обширного района в Западной Атлантике, где, как считают многие, постоянно происходят необъяснимые катастрофы кораблей и самолетов. Автор, океанолог по профессии, неоднократно принимал участие в экспедициях в этом районе.Дается анализ природных особенностей Бермудского треугольника, а также подвергаются критике расхожие представления о других «таинственных» районах земного шара.Для широкого круга читателей, интересующихся проблемами научного анализа «необъяснимых» явлений.
О наиболее крупных катастрофах супертанкеров, о конкретных последствиях этих катастроф, о мерах борьбы с нефтяным загрязнением и научных прогнозах, связанных с ним, рассказывают член-корреспондент АН СССР А. Монин и старший научный сотрудник Института океанологии имени П. П. Ширшова В. Войтов.
Авторы — ученые-океанологи, участники экспедиций на «Витязе» — рассказывают о первых рейсах прославленного советского корабля науки в наших дальневосточных морях и о его плаваниях по программе Международного геофизического года на просторах Тихого океана. Читатель узнает о теплых и холодных морских течениях, тайфунах, строении океанского ложа, обитателях глубочайших впадин, жизни рифов и лагун коралловых островов. В книге рассказывается о посещении Новой Гвинеи, архипелага Бисмарка и островов Хермит — земель, где советские люди были впервые, а также о впечатлениях от японских городов Осака и Нагасаки. [Адаптировано для AlReader].
Предлагаем вашему вниманию адаптированную на современный язык уникальную монографию российского историка Сергея Григорьевича Сватикова. Книга посвящена донскому казачеству и является интересным исследованием гражданской и социально-политической истории Дона. В работе было использовано издание 1924 года, выпущенное Донской Исторической комиссией. Сватиков изучил колоссальное количество монографий, общих трудов, статей и различных материалов, которые до него в отношении Дона не были проработаны. История казачества представляет громадный интерес как ценный опыт разрешения самим народом вековых задач построения жизни на началах свободы и равенства.
Монография доктора исторических наук Андрея Юрьевича Митрофанова рассматривает военно-политическую обстановку, сложившуюся вокруг византийской империи накануне захвата власти Алексеем Комнином в 1081 году, и исследует основные военные кампании этого императора, тактику и вооружение его армии. выводы относительно характера военно-политической стратегии Алексея Комнина автор делает, опираясь на известный памятник византийской исторической литературы – «Алексиаду» Анны Комниной, а также «Анналы» Иоанна Зонары, «Стратегикон» Катакалона Кекавмена, латинские и сельджукские исторические сочинения. В работе приводятся новые доказательства монгольского происхождения династии великих Сельджукидов и новые аргументы в пользу радикального изменения тактики варяжской гвардии в эпоху Алексея Комнина, рассматриваются процессы вестернизации византийской армии накануне Первого Крестового похода.
Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.
«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.