А.М. ПАВЛОВ, С.Н. АТПАЕВА

30

Тоқсанына бір рет шығарылады

  

 

 

 

         

Шығыстың аймақтық хабаршысы

заключается в отрыве электронов от нейтральных молекул и отчасти диссоциации 

их  под  действием  ионизирующих  факторов. 

Земля

  заряжена  отрицательно 

и  имеет  заряд,  равный  5,7·10

5 

Кл,  а  верхние  слои  атмосферы  заряжены 

положительно.  Разность  потенциалов  между  поверхностью  Земли  и  верхним 

краем атмосферы равна примерно 400 кВ. Под действием электрического поля 

в атмосфере к Земле идет ток проводимости. Через каждый квадратный метр 

атмосферы  перпендикулярно  к  земной  поверхности  в  среднем  проходит  ток 

силой примерно 1,8 кА. При такой силе тока отрицательный заряд Земли должен 

был  бы  исчезнуть  в  течение  нескольких  минут,  однако  этого  не  происходит. 

Благодаря процессам, идущим в земной атмосфере и вне ее, заряд Земли остается 

в среднем неизменным. Общепринято, что грозовые облака и разряды молний 

являются основным источником атмосферного электричества. Интересно то, что 

грозы и молнии в большинстве случаев бывают весной и летом, когда активность 

растений максимальна. Одновременно на Земле действует около полутора тысяч 

гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 молний в секунду. 

По  поверхности  планеты  грозы  распределяются  неравномерно.  Над  океаном 

гроз наблюдается приблизительно в 10 раз меньше, чем над континентами. В 

тропической и экваториальной зоне сосредоточено около 78% всех молниевых 

разрядов.  В  зависимости  от  степени  увлажнения  среди  лесов  тропического 

пояса  различают  постоянно  влажные  и  сезонно  влажные  леса.  По  своему 

видовому разнообразию растительного мира влажнотропические леса близки к 

экваториальным. В составе этих лесов много пальм, вечнозеленых дубов, древо-

видных папоротников. Много лиан и эпифитов из орхидных и папоротниковых. 

Мы предположили, что одним из источников ионов могут быть и растения. 

В  растениях  происходят  такие  процессы,  как  фотосинтез  и  транспирация.  В 

ходе  фотосинтеза  происходит  поглощение  из  атмосферы  диоксида  углерода  и 

выделение  кислорода.  В  ходе  транспирации  влага  испаряется  с  поверхности 

листьев  через  мельчайшие  поры,  или  устьица.  Через  устьичные  отверстия 

происходит как газообмен, так и выделение парообразной воды. Листья выделяют 

кислород, ряд минеральных веществ, углекислый газ, транспирационную воду, 

летучие  метаболиты  (эфирные  масла).  Многие  растения  выделяют  нектар 

через  нектарники  –  медовые  железы  растений.  По  своему  составу  нектары 

представляют собой водные растворы сахарозы, глюкозы, фруктозы, мальтозы с 

небольшим содержанием кислот (чаще аспарагиновой и глютаминовой), спиртов, 

минеральных солей, ферментов и различных сложных ароматических веществ. 

Некоторые растения засоленных почв способны выделять избыток солей в виде 

солевого  раствора  через  особые  железы  на  листьях. 

Возможно,  в  описанных 

процессах и выделяются в атмосферу заряженные частицы.

Для проверки этой гипотезы был проведен эксперимент. Опыт проводился 

ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

31

Региональный вестник Востока

  

 

 

 

 

        

Выпускается ежеквартально

в июне месяце 2015 года, в огороде с растениями и в помещении без растений. 

В  огороде  с  растениями  заряжали  электрометр  положительным  зарядом  и 

отмечали  время,  за  которое  электрометр  разрядится  на  10  градусов.  Затем, 

такие же измерения проводились в помещении без растений с положительным 

зарядом. Точно также измерения проводились и с отрицательным зарядом. Опыт 

проводился от 2 до 5 раз утром, в обед и вечером, в зависимости от длительности 

разряжения.  После  получения  данных  проводился  расчет  по  определению 

электрической проводимости воздуха. Опыт длился 10 дней.

Проводимость воздуха находили по следующей формуле:

1

0

0

t

U

U

n

l

ε

σ

=

,

где t – это время, за которое электрометр разрядиться на 10 градусов;

ε

0 

– электрическая постоянная;

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

cos

cos

sin

sin

sin

cos

cos

sin

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

=

=

U

U

,

где φ

0 

– угол отклонения стрелки, на который зарядили электрометр; 

φ

1

 – угол отклонения стрелки, на котором отмечали разряжение электрометра 

на 10 градусов.

Подробный вывод формул описан в статье [1].

Таблица 1 – Электропроводность воздуха с растениями и без растений

Дата

σ (См/м),

Без растений

(-)

σ (См/м)

С растениями

(-)

σ (См/м)

Без растений

(+)

σ (См/м)

С растениями

(+)

Утро

05.06.15

4,4·10

-15

5,9·10

-15

6,1·10

-15

1,11·10

-15

06.06.15

4,5·10

-15

2,4·10

-15

7,9·10

-15

2,9·10

-15

08.06.15

6,7·10

-15

7,1·10

-15

4,1·10

-15

8,2·10

-15

10.06.15

4,6·10

-15

5,4·10

-15

8,9·10

-15

9,6·10

-15

11.06.15

5,1·10

-15

3,8·10

-15

5,7·10

-15

3,4·10

-15

12.06.15

3,7·10

-15

4,8·10

-15

3,7·10

-15

6·10

-15

13.06.15

3,9·10

-15

4,46·10

-15

4,54·10

-15

7·10

-15

А.М. ПАВЛОВ, С.Н. АТПАЕВА. 4 (68) 2015. С. 29-36 

 

 

                                  ISSN 1683-1667 

32

Тоқсанына бір рет шығарылады

  

 

 

 

         

Шығыстың аймақтық хабаршысы

Продолжение таблицы

Дата

σ (См/м),

Без растений

(-)

σ (См/м)

С растениями

(-)

σ (См/м)

Без растений

(+)

σ (См/м)

С растениями

(+)

Утро

17.06.15

1,8·10

-15

2,5·10

-15

2·10

-15

2,2·10

-15

18.06.15

1,8·10

-15

1,58·10

-15

1,9·10

-15

1,75·10

-15

19.06.15

1,43·10

-15

2,26·10

-15

2,14·10

-15

2,2·10

-15

20.06.15

2,9·10

-15

4·10

-15

1,85·10

-15

3,37·10

-15

Обед

04.06.15

5,8·10

-15

4,2·10

-15

8,15·10

-15

5,2·10

-15

05.06.15

3,6·10

-15

6,2·10

-15

5,9·10

-15

6,4·10

-15

06.06.15

2,4·10

-15

5,9·10

-15

4,4·10

-15

4,1·10

-15

10.06.15

3,4·10

-15

5,5·10

-15

3,8·10

-15

6,3·10

-15

11.06.15

4,4·10

-15

4,3·10

-15

4,3·10

-15

4,5·10

-15

12.06.15

2,8·10

-15

4,3·10

-15

4,7·10

-15

3,4·10

-15

13.06.15

8,48·10

-15

4·10

-15

4,94·10

-15

5,98·10

-15

17.06.15

1,17·10

-15

2,13·10

-15

1,93·10

-15

3·10

-15

18.06.15

2,15·10

-15

4,367·10

-15

2,3·10

-15

5,2·10

-15

19.06.15

----------------

2,52·10

-15

------------------

3,3·10

-15

20.06.15

2,46·10

-15

4·10

-15

1,47·10

-15

3,34·10

-15

Вечер

05.06.15

4,25·10

-14

2,18·10

-14

2,76·10

-14

1,2·10

-13

06.06.15

6,265·10

-14

8,1·10

-15

4,07·10

-14

1,56·10

-13

10.06.15

5,39·10

-14

1,41·10

-14

1,7·10

-14

4,1·10

-14

11.06.15

7,14·10

-14

1,14·10

-14

6,06·10

-14

2,399·10

-14

12.06.15

2,4·10

-14

1,16·10

-14

1,62·10

-14

9·10

-15

13.06.15

1,055·10

-14

9,15·10

-15

3,5·10

-15

1,252·10

-14

17.06.15

5,57·10

-15

6·10

-15

3,4·10

-15

1,224·10

-14

18.06.15

2,08·10

-14

2,631·10

-14

7,6·10

-15

2,38·10

-14

19.06.15

6,68·10

-15

1,21·10

-14

4·10

-15

1,21·10

-14

20.06.15

1,01·10

-13

2,843·10

-14

2,83·10

-14

9,63·10

-14

На рисунке 1 показаны результаты измерений электропроводности утром 

в  разные  дни.  Если  сравнивать  измерения,  проведенные  около  растений  и  в 

ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

33

Региональный вестник Востока

  

 

 

 

 

        

Выпускается ежеквартально

отсутствии их, то чаще всего положительных и отрицательных зарядов больше 

около растений. 

Рисунок 1 – Диаграмма электропроводности утром

Рисунок 2 – Диаграмма электропроводности в обед

На рисунке 2 показаны результаты измерений электропроводности в обед в 

разные дни. Из диаграммы видно, что увеличение проводимости вблизи растений 

наблюдалось  в  7  случаях  из  11  как  при  положительно  заряженном,  так  и  при 

отрицательно заряженном электрометре. Видно, что также как и утром, около 

растений зарядов (положительных и отрицательных) больше, чем в помещении 

без растений. 

А.М. ПАВЛОВ, С.Н. АТПАЕВА. 4 (68) 2015. С. 29-36 

 

 

                                  ISSN 1683-1667 

34

Тоқсанына бір рет шығарылады

  

 

 

 

         

Шығыстың аймақтық хабаршысы

Рисунок 3 – Диаграмма электропроводности вечером

На рисунке 3 показаны результаты измерений электропроводности вечером 

в разные дни. Из диаграммы видно, что чаще всего растения выделяют отри-

цательный заряд (в 7 случаях из 10). А положительного заряда всегда больше 

чем  отрицательного  при  измерении  в  помещении  без  растений  вечером.  Если 

сравнивать три диаграммы, то видно, что значения электропроводности воздуха 

вечером значительно больше, чем утром и днем. Так как здесь приведены средние 

значения, отмечу, что электропроводность вечером увеличивалась значительно 

со временем.

Анализ  таблицы  1  показывает,  что  чаще  всего  проводимость  воздуха  в 

присутствии растений увеличивалась (из 11 измерений в 7-8 случаях). Причем 

когда электрометр был заряжен положительно, увеличение проводимости было 

в 2 раза или почти в 2 раза. При отрицательном заряде электрометра увеличение 

проводимости,  обусловленное  растениями  составляло  всего  от  6%  до  30%. 

Следовательно, в эти дни утром (5, 8, 12, 13, 20-го июня) в атмосфере находилось 

больше отрицательного заряда. 

Однако  были  дни,  когда  проводимость  атмосферы  вне  помещения  была 

ниже и при положительном и при отрицательном заряде электрометра (6, 11 и 18 

июня). Возможно, на проводимость воздуха в эти дни влияли другие факторы, 

не учитываемые нами. 

В некоторые же дни, как в помещении, так и на воздухе проводимость была 

примерно одинаковой (17 и 19 июня).

ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

35

Региональный вестник Востока

  

 

 

 

 

        

Выпускается ежеквартально

Интересно сравнить наличие заряда в комнате в зависимости от времени 

суток. Утром чаще бывает больше отрицательного заряда, чем положительного 

(в 7 случаях из 11). То же самое в обед. Однако вечером больше оказывается 

положительного заряда (7 случаев из 10).

Результаты  опыта  показывают,  что  растения  действительно  влияют  на 

электрическую  проводимость  воздуха.  Если  сравнивать  измерения  около 

растений и в отсутствии их, то зарядов больше около растений. Получается, что 

растения  увеличивают  электропроводность  воздуха  и  являются  источниками 

ионов.

Как было сказано в самом начале, с высотой напряженность поля быстро 

уменьшается, что связано с наличием объемных зарядов в атмосфере. Связь эта 

выражается уравнением

 

0

ε

ρ

=

E

div



  

(1)

или в сферических координатах 

0

2

ε

ρ

=

+

r

E

r

d

E

d

 

.

Отсюда 

 













+

∆

∆

=

r

E

h

E 2

0

ε

ρ

,  

(2)

где ρ – объемная плотность зарядов.

При  напряженности  электрического  поля  130  В/м  у  поверхности  Зем-

ли и 20 В/м на высоте 1400 м, средняя объемная плотность заряда в этом слое 

атмосферы равна ρ≈7·10

-13

 Кл/м

3

. 

Посчитаем  объемную  плотность  заряда  из  данных  опыта  по  следующей 

формуле:

 

q

l

m

T

σ

υ

ρ

2

=

 

,  

(3)

где m – масса иона, υ

Т 

– скорость теплового движения ионов, σ – электропровод-

ность воздуха, l – длина свободного пробега, q – заряд электрона. 

При положительно заряженном электроскопе средние значения объемной 

плотности  заряда  Земли  в  данной  точке,  где  проводился  опыт,  представлены 

ниже в таблице:

А.М. ПАВЛОВ, С.Н. АТПАЕВА. 4 (68) 2015. С. 29-36 

 

 

                                  ISSN 1683-1667 

36

Тоқсанына бір рет шығарылады

  

 

 

 

         

Шығыстың аймақтық хабаршысы

ρ (Кл/м

3

), без растений

ρ (Кл/м

3

), с растениями

Утро

1,2·10

-11

1,2·10

-11

Обед

1,2·10

-11

1,3·10

-11

Вечер

1·10

-10

1,4·10

-10

Из таблицы видно, что утром и в обед объемная плотность распределения 

заряда в 17 раз больше чем среднее значение ρ по всей Земле. А вечером значение 

ρ из эксперимента в 200 раз больше среднего значения ρ. Это может быть связано 

с тем, что опыт проводился в одном конкретном месте и в определенный месяц 

года. Опыт был проведен в селе Опытное поле, в июне месяце. В данном месте 

объемная плотность зарядов намного выше, чем среднее значение по всей Земле. 

Это  и  понятно  –  над  океанами  и  в  полярных  областях  зарядов  в  атмосфере 

существенно меньше. Поэтому и гроз меньше.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Павлов А.М., Атпаева С.Н. Влияние растений на электрическую проводимость 

атмосферы. Матер. регион. науч.-практ. конф. «Наука и образование в совершенствовании 

профессиональной подготовки будущих специалистов в вузе». – г. Усть-Каменогорск, 

2015. – С. 70-75.

2. Френкель Я.И. Теория явлений атмосферного электричества. Изд. 2-е, испр. / 

Я.И. Френкель. – М.: КомКнига, 2007. – 160 с.

3. 

Имянитов И.М. Современное состояние исследований атмосферного электри-

чества / И.М. Имянитов, К.С. Шифрин // Успехи физических наук, 1962. – Т. 76. – Вып. 

4. – С. 593-639.

4. 

Гроза. [Электронный ресурс]. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1

%80%D0%BE%D0%B7%D0%B0

REFERENCES

1. 

Pavlov A.M., Atpaeva S.N., Vliyanie rasteniy na elektricheskuyu provodimost’ at-

mosfery. Materialy regional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii Nauka i obrazovanie v 

sovershenstvovanii professional’noy podgotovki budushchikh spetsialistov v vuze, 2015, 70, 

75 

(in Russ).

2. Frenkel’ Ya.I., Teoriya yavleniy atmosfernogo elektrichestva. 2007, 160 (in Russ).

3.  Imyanitov  I.M.,  Shifrin  K.S.,  Sovremenno  esostoyanie  issledovaniy  atmosfernogo 

elektrichestva, Uspekhi fizicheskikh nauk, 1962, 593, 639 (in Russ).

ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

37

Региональный вестник Востока

  

 

 

 

 

        

Выпускается ежеквартально

УДК 622.23.085

Е.Т. СЕРДАЛИЕВ,  Д.Б. АМАНЖОЛОВ 

Казахский национальный исследовательский технический университет 

имени К.И. Сатпаева, г. Алматы, Казахстан

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ РАССЛОЕНИЯ ВМЕЩАЮЩИХ

ГОРНЫХ ПОРОД МЕСТОРОЖДЕНИЯ «АКБАКАЙ»

В данной статье изложены особенности горно-геологического строения рудного 

поля  и  морфологии  жил  Акбакайского  месторождения.  Приведены  результаты 

лабораторного исследования природы расслоения и определения содержания солей в 

пробе горных пород рудника «Бескемпир».

Ключевые слова: рудник, горные породы, расслоение, минералы, обрушение.

«АҚБАҚАЙ» КЕН ОРНЫНЫҢ БОС ТАУ ЖЫНЫСТАРЫНЫҢ 

ҚАБАТТАЛЫП АЖЫРАЛУ СЕБЕПТЕРІН ЗЕРТТЕУ

Бұл мақалада Ақбақай кен орнының кен желісі алаңдарының тау-кен геологиялық 

құрылымының  және  кен  шоғыры  морфологиясының  ерекшеліктері  баяндалған. 

«Бескемпір» кенішінің тау жыныстары үлгілерінің қабатталып ажырау себептері мен 

құрамындағы  тұздарды  анықтау  бойынша  орындалған  зертханалық  жұмыстардың 

нәтижелері келтірілген. 

жүктеу/скачать 2,43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: