Ziemia. jako obiekt fizyczny. Tomasz Sowiński Centrum Fizyki Teoreytcnzej PAN

Transkrypt

1 Ziemia jako obiekt fizyczny Tomasz Sowiński Centrum Fizyki Teoreytcnzej PAN Ziemia okiem fizyka XII Festiwal Nauki, 27 września 2008

2 Ziemia wydaje się płaska! Texas, USA Ziemia jest płaska i kończy się gdzieś!

3 Ziemia wydaje się płaska! Towarzystwo Płaskiej Ziemi Ziemia to dysk z biegunem północnym w środku Otacza ją ściana lodu o wysokości 50 m Słońce i KsięŜyc mają ok. 60 km średnicy 3000 członków

4 Odległość do Słońca Anaksagoras ok. 500 r. p.n.e.

5 Ziemia jest okrągła! W czasie zaćmienia KsięŜyca cień rzucany przez Ziemię jest zawsze ze okrągły Jedyną bryłą, która zawsze rzuca okrągły cień jest KULA

6 Ziemia jest okrągła! To widać z kosmosu Istnieje horyzont

7 Problem z mapą Ziemi Mapa wg Merkatora (1569 r.) właściwe kształty kontynentów zachowane kąty (nawigacja) złe proporcje pól

8 Problem z mapą Ziemi Mapa wg Petersa (1974 r.) właściwe rozmiary kontynentów zniekształcone kształty kontynentów niezachowane kąty

9 Wyznaczanie promienia Ziemi Eratostenes r. p.n.e.

10 Fizyka moŝe być fajna! Eksperyment Naukowy 24 maja 2007 r. Sopot 18,567ºE 54,45ºN Wynik: Zespół Szkół Handlowych, Sopot Chorzów 18,944ºE 50,420ºN Zespół Szkół Gastronomiczno-Usługowych, Chorzów

11 Gdzie jest horyzont? Przykłady: odległość do horyzontu Sytuacja h [m] d [km] człowiek 2 5 bocianie gniazdo 12 12,5 wieŝa Eiffla satelita geostacjonarny

12 Ziemia jest prawie idealna Ziemia ma bardzo gładką powierzchnię - Mount Everest: - Piłka koszykowa: Ziemia jest bardzo okrągła - promień równikowy 6378 km - promień biegunowy 6356 km - Piłka koszykowa:

13 Fale objętościowe w materii Fala typu S

14 Fale objętościowe w materii Fala typu P

15 Objętościowe fale sejsmiczne Fala typu S (prędkość w Ziemi ok. 5 km/s) fala poprzeczna dochodzi jako druga fala sejsmiczna rozchodzi się tylko w ciele stałym wzór na prędkość moduł Kirchoffa gęstość

16 SpręŜystość ciał F F L A Moduł Younga Moduł Kirchoffa

17 Objętościowe fale sejsmiczne Fala typu P (prędkość w Ziemi ok. 10 km/s) fala podłuŝna dochodzi jako pierwsza fala sejsmiczna rozchodzi się zarówno w płynie jak i ciele stałym wzór na prędkość Fala typu S (prędkość w Ziemi ok. 5 km/s) fala poprzeczna dochodzi jako druga fala sejsmiczna rozchodzi się tylko w ciele stałym wzór na prędkość współczynnik spęŝystości moduł Kirchoffa gęstość

18 Fale powierzchniowe w materii Fala Rayleigha-Lamba powierzchniowa fala dźwiękowa zanika szybko z głębokością prędkość mniejsza niŝ fal S i P (3,5 km/s) duŝa dyspersja Fala Love przewidziane przez Augusta H. Love a w 1911 roku horyzontalna fala poprzeczna prędkość mniejsza niŝ fal S i P ale większa niŝ fal Rayleigha najbardziej destruktywne

19 Dygresja - zanikanie fal FALE OBJĘTOŚCIOWE rozchodzą się w TRZECH wymiarach czoło fali jest sferą (powierzchnią kuli) ich energia przypadająca na jednostkę powierzchni czoła fali maleje z odległością od źródła jak amplituda fali FALE POWIERZCHNIOWE rozchodzą się w DWÓCH wymiarach czoło fali jest okręgiem (brzegiem koła) Fale powierzchniowe zanikają z odległością wolniej niŝ objętościowe

20 Pomiary sejsmiczne Miejsce pomiaru Epicentrum Hipocentrum Sejsmograf Zhanga Henga (130 r.n.e.)

21 Zapis sejsmografu Siłę trzęsienia Ziemi mierzy się w MAGNITUDACH (Charles F. Richter ) Siła wyraŝona w magnitudach jest równa logarytmowi dziesiętnemu z wyraŝonej w mikrometrach największej amplitudy zarejestrowanej przez sejsmograf w odległości 100 km od epicentrum trzęsienia.

22 Zapis sejsmografu

23 Budowa Ziemi ciecz bardzo twarde ciało stałe Nie dociera fala P Nie dociera fala S

24 Budowa Ziemi Fale sejsmiczne nie rozchodzą się po prostych zmienia się struktura!!

25 Budowa Ziemi SKORUPA grubość pod oceanem 4-5 km grubość pod lądem km (80 km) gęstość ok. 3 g/cm 3 PŁASZCZ zawiera 70% objętości skał silnie sprzęŝony z ruchami tektonicznymi dzieli się na kilka warstw JĄDRO (NiFe( NiFe) ZEWNĘTRZNE ciecz temp ºC gęstość ok. 9 g/cm 3 pole magnetyczne Ziemi WEWNĘTRZNE bardzo sztywne temp ºC gęstość do ok. 20 g/cm 3 ciśnienie 360 GPa!!! Skorupa ziemska Nieciągłość Gutenberga wewnętrzne zewnętrzne jądro płaszcz 6371 km 3470 km 1390 km 0 km

26 Budowa Ziemi Źródło: University of Kentucky ( Skrypt na stronie:

27 Hasło Festiwalu Nauki Brak inwestycji w naukę to inwestycja w ignorancję!