природе. Лунное притяжение вызывает на Земле приливы и отливы, которые
разрушают берега водоемов, а в некоторых случаях обусловливают гибель
попавших на сушу обитателей вод.
Из разнообразных естественных факторов земного происхождения,
отрицательно влияющих на природные объекты, выделим те, которые связаны с
физическими явлениями, а именно: землетрясения, оползни, сели, снежные
лавины, потоки воды и перекатываемые ими камни, штормы, цунами, наводнения,
ветры, бури, ураганы, смерчи, резкие колебания температуры, промерзание
воды в водоемах, щелях скал, ливни, сильный снегопад, град, засуха,
извержение вулканов, молнии.
Эти физико-метеорологические факторы могут иметь как местное значение,
так и региональное, охватывая довольно обширные районы и нанося
значительный ущерб окружающей среде. Например, горные обвалы и снежные
лавины стирают с лица земли леса и губят животных, разрушают водохранилища,
вызывают образование водоемов там, где они вредны, и т.п. В настоящее время
причины их возникновения и механизм действия начинают изучаться с целью
охраны населенных пунктов, берегов водохранилищ, посевов, домашних и диких
животных и пр. Принимаются также меры к предотвращению оползней, обвалов,
селей и снежных лавин.
Давно известно губительное влияние на живую природу необычных погодных
условий (особенно ранних морозов, гололеда, бурь и ураганов, града и др.).
Сейчас ведутся разнообразные исследования по выявлению признаков
наступления тех или иных неблагоприятных погодных условий с тем, чтобы
своевременно предупреждать о них население соответствующего района, по
нейтрализации их последствий.
Катастрофическое влияние на природу оказывают такие мощные естественные
факторы, как извержения вулканов и наводнения. Пока человечество не создало
эффективных мер борьбы с ними. Последствия наводнений лишь несколько
ослабляются регулированием стока вод, устройством дамб, насаждением лесов в
верхних частях бассейнов рек. Способов борьбы с извержениями вулканов не
существует вообще, но ведутся интенсивные исследования признаков,
предшествующих и сопутствующих их началу, что имеет большое значение для
разработки методов точного прогнозирования землетрясений.
Естественные факторы, неблагоприятно действующие на природу, постоянно
взаимодействуют с антропогенными. В ряде регионов антропогенные факторы по
своему действию значительно преобладают над естественными, определяя
поэтому характер развития всей географической оболочки. Антропогенные
физико-технические факторы классифицируют по следующим признакам:
1. По физической сущности: механические (давление колес и гусениц
машин, взвеси в воде и воздухе, течения, рубка леса, препятствия
движению рыб, вибрации, переворачивание пластов почвы и т.д.);
физические (свет, электрические и магнитные поля, звуковые и
радиоволны, переход веществ из одного состояния в другое, изменение
влажности и т.п.).
2. По длительности действия: действующие лишь в момент существования
(электрическое поле, радио- и световые волны, шумы и др.);
кратковременные (дождевание, полив, загрязнение почвы
быстроиспаряющимися веществами и пр.); длительные (радиоактивное
загрязнение).
3. По способности к аккумуляции в природе: неаккумулирующиеся (звук,
вибрация, радиоволны, электрические и магнитные поля, снег и др.);
кратковременно аккумулирующиеся и вследствие этого усиливающие свое
воздействие (например, запыление атмосферы); аккумулирующиеся
(радиоактивные долгоживущие вещества).
4. По способности к миграции: немигрирующие (действующие в месте
возникновения и на небольшом расстоянии от него вибрация, давление и
т.д.); мигрирующие с токами воды и воздуха (пыль, тепло и пр.) и
средствами передвижения (судами, самолетами, тракторами,
автомашинами), а также людьми.
5. По масштабам охватываемого пространства: действующие только в месте
производства; охватывающие небольшие районы; распространяющие
действие на огромные регионы, а иногда (например, в случае
радиоактивных долгоживущих веществ) на всю планету.
6. По видам деятельности человека: энергетическая промышленность (тепло-
и гидроэнергетика, приливно-отливная, ветро и гелиоэнергетика,
ядерная энергетика): обрабатывающая промышленность
(металлургическая, металлообрабатывающая, текстильная, пищевая и
т.д.); транспорт; связь; химическая промышленность; военная
промышленность.
Перечисленные факторы среды могут оказывать на живые организмы
воздействия разного рода и выступать в качестве раздражителей, вызывающих
приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;
ограничителей, обусловливающих невозможность существования в данных
условиях; модификаторов, вызывающих анатомические и морфологические
изменения организмов; сигналов, свидетельствующих об изменениях других
факторов среды.
Из анализа экологических факторов следует, что многие из них
(температура, влажность, освещенность и др.) являются физическими
величинами и понятиями, что и определяет важность физических знаний для
решения экологических проблем. Действительно, становление любой
биологической структуры и ее функций зависит, прежде всего, от той
физической среды, в которой обитает живой организм. Например, для того
чтобы быстро плавать в воде, обладающей вязкостью и плотностью, рыбы должны
иметь обтекаемую форму, предписываемую законами гидродинамики.
Физическая среда и биологический мир в сочетании друг с другом образуют
некую крупную систему - экосистему, в пределах которой необходимые для
жизни вещества совершают непрерывный круговорот между почвой, воздухом и
водой, с одной стороны, и между растениями и животными - с другой.
Изменения физических параметров среды обязательно приводят, в конечном
счете, к изменениям в биологическом мире.
Приспособительные изменения, возникающие в процессе индивидуального
развития и эволюции вида, дают возможность растениям и животным реагировать
защитно на перемены в окружающей среде, причем их - реакция часто связана с
физическими процессами. Так, птица при полете должна непрерывно расходовать
энергию для того, чтобы, преодолевая силу земного притяжения, удерживаться
в воздухе. Она черпает эту энергию из внутреннего источника - из
поглощенной ею пищи, а производимая птицей работа направлена на достижение
полезной для нее цели преследование добычи, бегство от хищника или
миграция. Благодаря способности рассеивать тепло при помощи таких чисто
физических процессов, как испарение, теплопроводность и излучение, растения
и животные предохраняют себя от перегрева. « Жизнедеятельность организмов в
свою очередь оказывает влияние на физическую среду, и нередко очень
существенно; например, кислород поставляется в атмосферу главным образом
растениями в процессе фотосинтеза. Не менее важно воздействие растений на
свойства почвы (рост корней способствует ее измельчению) или на движение
воды (ее испарение с листьев способствует удержанию влаги в данной
местности, так как большая часть водяных паров быстро конденсируется и
выпадает поблизости в виде дождя). Бактерии и грибы ускоряют выветривание
горных пород: они выделяют кислоты, растворяющие минеральные вещества,
которые затем вымываются из породы, что приводит к ослаблению ее
кристаллической структуры и ускорению ее разрушения. В структуре и функциях
экосистемы воплощены все виды активности организмов, входящих в данное
биологическое сообщество, - их взаимодействие с физической средой и друг с
другом, что служит результатом адаптации живой системы к природным
условиям.
Роль физики в понимании биосферы как целостной динамической системы
определяется следующими обстоятельствами:
- земля, вода, воздух и т.д., входящие в биосферу Земли, являются объектами
изучения физики и других естественных наук;
- многие процессы, протекающие в биосфере, их устойчивость зависят от
физических свойств этих объектов, а также физических свойств других
элементов биосферы;
- в биосфере в тесной связи с биологическими и другими процессами протекают
и физические (тепловые, электромагнитные, радиоактивные и т.д.).
Комплексный и интегральный характер экологических проблем не позволяет
раскрыть их перед учащимися средних школ в полной мере. Тем не менее,
содержание программного материала курса физики дает возможность познакомить
школьников с рядом идей, раскрывающих физико-технический аспект
современного экологического кризиса и путей его преодоления. Это связано с
тем, что:
- физика изучает наиболее общие и фундаментальные закономерности природы,
которые лежат в основе правильного, диалектико-материалистического
понимания всей природы в целом. Это дает возможность в процессе обучения
физике последовательно раскрывать перед учащимися многообразие,
взаимосвязь, взаимообусловленность и целостность явлений и процессов,
протекающих в природе;
- физика является ядром современной научно-технической революции; ее
достижения лежат в основе современных технологий. Это позволяет показать
ученикам все возрастающие масштабы воздействия человека на природу, ряд
социальных последствий этого воздействия в условиях социалистического и
капиталистического общества и решение современных проблем защиты
окружающей среды от загрязнения;
- физика в настоящее время возглавляет науки о природе; все они пользуются
ее терминологией, приборами и методами исследований. Поэтому при обучении
физики есть возможность ознакомить учащихся с современными методами
изучения природы и ее охраны, обобщить полученные ими знания на уроках по
другим предметам естественно-математического цикла. Одна из важнейших
задач школьного курса физики - развить у учащихся научный подход к
явлениям и процессам природы, сформировать у них умения и навыки
проведения научного эксперимента. Это даст возможность выработать у
школьников умения, важные для изучения и решения доступных им физико-
экологических задач.
В основу отбора содержания экологических знаний, с которыми учащиеся
должны быть ознакомлены при изучении физики, нами положен системный подход
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
