Физические методы исследования объектов окружающей среды
Смирнов Г.В.
Кафедра ТРЭА
Томск-2001

№ 1-5
Классификация температурных поддиапазонов (диапазон измеряемых температур):
• сверхнизкие температуры (0-4,2 К).
• низкие (4,2-273 К).
• средние (273-1300 К).
• сверхвысокие (от 5000 К и выше).

№ 6
Явления при слаботочных электрических дуговых разрядах, в газоразрядных лампах, в ракетных двигателях протекают:
• В диапазоне температур (4000-20000 К).

№ 7
Явления в стационарных электрических дугах и сверхзвуковых потоках плазмы, при кратковременных электрических разрядах в фокусе плазмы протекают:
• В диапазоне (5*10⁴ - 10⁵ К).

№ 8
- при ядерных реакциях, внутри Солнца и звезд:
• В диапазоне (10⁸ K и выше).

№ 9
Взаимосвязь между точностью измерения температуры и качественными показателями выплавляемой стали:
• заключается в том, что при разливке стали повышение точности измерения температуры на 0,1% дает возможность улучшить на 5-10% качественные показатели стали).

№ 10
Взаимосвязь между точностью измерения температуры и мощностью атомных электрических станций:
• в том, что снижение погрешности измерения температуры в диапазоне 1500-1800 0С до 3-5 К позволяет повысить мощность атомных электрических станций на 3-5%.

№ 11-14
Методы и средства измерений температуры по механизму передачи энергии от объекта исследования к термопреобразователю подразделяют на:
• термометрические - основаны на температурной зависимости свойств различных веществ, используемых в качестве термометрического тела (термопреобразователя), которое находится в непосредственном контакте с объектом исследования и температура которого принимается равной измеряемой температуре.
• пирометрические - относятся к неконтактным методам, основанным на измерении характеристик теплового излучения объектов, находящихся в диапазоне температур от низких до 4000 - 6000 К.
• спектрометрические - относятся к неконтактным методам, основанным на измерении характеристик теплового излучения объектов, находящихся в диапазоне сверхвысоких температур.

№ 15
Единицей термодинамической температуры (символ Т) является:
• Кельвин (К), который определяется как 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.

№ 16
Теплоемкость С:
• величина, равная отношению сообщенного телу количества теплоты δQ к вызванному этим процессом повышением температуры dT.

№ 17
Основой всех температурных измерений является:
• термодинамическая температурная шкала (ТТШ), не связанная с каким-либо частным термометрическим свойством вещества. Эта шкала, основанная на втором законе термодинамики, была в 1852 г. разработана Кельвином.

№ 18
Шкала, практически воспроизводящая температурную термодинамическую шкалу (ТТШ):
• Международная практическая температурная шкала 1968 г. (МПТШ-68), принятая на основе международных соглашений.

№ 19
Закона Джоуля:
•
где U-внутренняя энергия газа, C_v - теплоемкость газа при постоянном объеме, Т-температура.

№ 20
Измерение теплоемкости твердых и жидких тел обычно производится с помощью:
• калориметра, наполненного водой или другой жидкостью.

№ 21
Калориметрический метод:
• впервые был разработан в 1750 году Рихманом, сотрудником Ломоносова.

№ 22
Одним из современных методов определения теплоемкостей является:
• калориметрический метод Нернста.

№ 23
Процесс теплопроводности состоит в:
• непосредственной передаче кинетической энергии молекулярного движения от одних атомов к другим, соседним.

№ 24
Закон Видемана-Франца:
• связывает между собой коэффициенты электронной теплопроводности и электропроводности.

№ 25
Теплопроводность металлов обусловлена:
• в основном электронами проводимости.

№ 26
- диэлектриков:
• передачей тепла колебаниями решетки.

№ 27
- полупроводников:
• смешанным механизмом передачи тепла: частично электронным и частично фононным.

№ 28
В научных исследованиях и контроле материалов:
• применяют стационарные и нестационарные методы определения теплопроводности.

№ 29
Волюмометрический фазовый анализ:
• в случае, если в смеси кристаллических веществ присутствуют или образуются соединения, которые при нагревании разлагаются с выделением газообразных продуктов (гидроксиды, оксалаты, нитраты, сульфиты, кристалло-гидраты, аммиакаты, карбонаты и др.), используют волюмометрический фазовый анализ, который заключается в определении объема и химической природы выделившихся газов, что позволяет уточнить химический состав фаз и найти массу соответствующей фазы.

№ 30
Метод термогравиметрии заключается в:
• определении потери массы веществом в процессе его нагревания.

№ 31
Какие различают разновидности термогравиметрии:
• различают статическую (изотермическую) и динамическую (политермическую) разновидности термогравиметрии.

№ 32
Суть дериватного гравиметрического метода термогравиметрии в том:
• что записывают не саму кривую потери массы (подобную кривой нагревания в термографии), а производную от нее, показывающую скорость изменения массы вещества при нагревании.

№ 33,34,35
Интенсивность солнечной радиации Q:
• характеризуется количеством солнечной энергии F, приходящейся на единицу площади облучаемой поверхности S.
• в практике называется напряжением радиации.
• на границе с атмосферой называется солнечной постоянной А=138,3 мВт/см².

№ 36
Прибор для измерения прямой радиации на нормальной к лучу поверхности абсолютным методом:
• пиргелиометр.

№ 37
- относительным методом:
• актинометр.

№ 38
Прибор для измерения суммарной и рассеянной радиации:
• пиранометр.

№ 39
Для измерения отраженной и падающей суммарной радиации:
• альбедометр.

№ 40
Для регистрации продолжительности солнечного сияния:
• гелиограф.

№ 41
Основным элементом гелиографа является:
• стеклянный шар, собирающий в фокусе прямую солнечную радиацию.

№ 42
Кондуктометрия включает в себя:
• группу методов определения и изучения электрической проводимости растворов, которая представляет собой величину, обратную омическому сопротивлению.

№ 43
Удельной электрической проводимостью называют:
• величину, характеризующую проводимость слоя раствора, находящегося между двумя параллельными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 м и такой площадью, чтобы между ними поместился 1 экв вещества, измеряемую в радах.

№ 44
Эквивалентная электрическая проводимость λ для растворов электролитов:
• характеризует проводимость слоя раствора, находящегося между двумя параллельными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 м и такой площадью, чтобы между ними поместился 1 экв вещества.

№ 45
Эффект М.Вина заключается в том:
• что с повышением градиента потенциала внешнего поля, прилагаемого к раствору, эквивалентная электрическая проводимость возрастает.

№ 46
Потенциометрия представляет собой:
• метод измерения напряжения гальванических элементов, составленных из двух полуэлементов, характеризующихся определенными значениями потенциалов, причем один из полуэлементов должен быть стандартным электродом сравнения.

№ 47
Кровь здорового человека имеет величину рН:
• 7,3-7,4.

№ 48
- подзолистые почвы:
• 4,5-6,0.

№ 49
- черноземные почвы:
• 6,5-7,2.

№ 50
Картофель плодоносит лучше всего:
• при рН 5,0-5,5.

№ 51
- рожь:
• при рН 6,0-6,5.

№ 52
Молоко свертывается:
• при рН 4,7, свежее молоко имеет рН 6,8.

№ 53
Снижение показателя рН:
• до 7,2 свидетельствует о нарушении нормальной жизнедеятельности, а рН 7,1 - о необратимых изменениях.

№ 55
В основе адсорбционной хроматографии лежит:
• поглощение разделяемых веществ на твердой поверхности выбранного адсорбента.

№ 56
В основе распределительной хроматографии:
• различная растворимость разделяемых веществ в заданном растворителе.

№ 57
В основе осадочной хроматографии:
• явление образования нерастворимых соединений в результате химических реакций разделяемых веществ с реактивомосадителем, формирование хроматограмм обусловлено процессом образования осадков и различием в их растворимости.

№ 58
Время удерживания компонента в хроматографической колонке:
• это время, в течение которого вещество проходит от начала колонки до момента выхода.

№ 59
Детектор хроматографической колонки - катарометр (детектор по теплопроводности):
• принцип действия которого основан на том, что нагретое тело теряет теплоту со скоростью, зависящей от состава окружающего газа; поэтому скорость теплоотдачи может быть использована для определения состава газа.

№ 60
Детектор по теплоте сгорания (термохимический):
• основан на измерении теплового эффекта при сгорании компонентов анализируемой пробы в присутствии катализатора. Катализатором служит платиновое проволочное сопротивление, являющееся одновременно и чувствительным элементом детектора.

№ 61
Пламенно-ионизационный детектор:
• основан на ионизации молекул анализируемых органических соединений в водородном пламени с последующим измерением ионного тока, реагирует практически на все соединения, за исключением Н₂, Не, Аг, Кг, Ne, Xe, О₂, N₂, CS₂, COS, H₂S, SО₂, NO, N₂О, NО₂, NH₃, CO, CО₂, Н₂О, SiCl₄, SiHCl₃, SiF₄, НСОН, НСООН. Сигнал детектора прямо пропорционален количеству анализируемого вещества, поступающего в него в единицу времени.

№ 62
Детектор по плотности газов (весы Мартина, денситомер, или плотномер):
• основан на различии плотностей газаносителя и компонентов анализируемой смеси.

№ 63
Молекулярная спектроскопия:
• изучает спектральный состав излучения, получающегося в результате поглощения, испускания или рассеяния электромагнитного излучения веществом.

№ 64
Электромагнитные колебания рентгеновских лучей:
• представляют собой колебания, длина волны которых (10^-7-10^-14 м).

№ 65
Тормозное излучение:
• возникает в вакууме, когда быстролетящие электроны тормозятся при падении на анод рентгеновской трубки, т.е. уменьшение скорости электронов от v₁ до v₂ при торможении является источником излучения.

№ 66
Характеристические рентгеновские лучи:
• возникают при переходе электрона с более удаленной от ядра орбитали атома на более близкую в том случае, если на более глубоко лежащей орбитали образовалась вакансия.

№ 67
Закон Г. Мозли:
• закон, связывающий частоту спектральных рентгеновских линий характеристического излучения с порядковым номером элементов (Z), был открыт Г. Мозли (1913) и формулируется следующим образом: квадратный корень из частот (ν) или (c/λ) соответствующих характеристических линий является линейной функцией порядкового номера элементов.

№ 68
Связь между интенсивностью входящего потока и проходящего через слой вещества описывается:
• законом Бугера-Ламберта.

№ 69
Диэлькометрия:
• комплекс методов исследования физико-химических свойств различных материалов, путем измерения их диэлектрической проницаемости в широком диапазоне радиотехнических частот и температур.

№ 70
Суть “первого метода Друде”:
• заключается в том, что он основан на результатах измерения на разных частотах одной и той же ёмкости с исследуемым образцом ив расчете по результатам измерений диэлектрической проницаемость.

№ 71
Суть “второго метода Друде”:
• в том, что он основан на принципе резонанса между двумя связанными колебательными контурами, в один из которых включается измерительный конденсатор с исследуемым веществом, и по результатам измерений рассчитывается диэлектрическая проницаемость.

№ 72
В зависимости от способа разделения ионов масс-спектрометры делятся на:
• магнитные с разделением ионов в магнитном поле, времяпролетные с разделением ионов по времени их пролета от источника до коллектора ионов и радиочастотные с разделением ионов под воздействием высокочастотных электрических полей.

№ 73
Основными параметрами масс-спектрометров являются:
• диапазон массовых чисел, разрешающая способность и порог чувствительности.

№ 74
Величина отклонения поперечным электрическим полем обратно пропорциональна:
• (m/q)v² где m, q, v - масса, заряд и скорость частицы.

№ 75
- поперечным магнитным полем:
• (m/q)v.

№ 76
Предел обнаружения по концентрации элементов с помощью масс-спектрометров вторичных ионов (МСВИ):
• достигает 10^-7 %.

№ 77
- по массе элементов:
• 10^-16 г.

№ 78
Минимальный анализируемый объем вещества с помощью масс-спектрометров вторичных ионов (МСВИ) достигает:
• 10^-14 см³.

№ 79
Эффект Оже наблюдается:
• у всех элементов таблицы Д.И.Менделеева, кроме водорода и гелия.

№ 80
Количественный анализ химического состава материала основан на предположении:
• о прямо пропорциональной зависимости интенсивности линии (плотности тока) Оже-электронов от концентрации атомов анализируемого элемента.

№ 81
С помощью лазера расстояние 10 км можно измерить с точностью:
• до 1 мкм.

№ 82
Из каких основных узлов состоит типичный лазер:
• типичный лазер состоит из объема с активным веществом (активного элемента), источника накачки, оптического резонатора и устройства управления параметрами лазерного пучка.

№ 83
Лазерное излучение от любого источника света принципиально отличается:
• тем, что оно когерентно во времени и в пространстве.

№ 84
Процесс прохождения света через атмосферу можно описать:
• законом Бугера.

№ 85
Основными типами рассеяния являются:
• рассеяние Ми и рассеяние Рэлея.

№ 86
Лидаром называется:
• система оптической локации.

№ 87
Комбинационное рассеяние (эффект Рамана) представляет собой:
• рассеяние света газовыми молекулами, сопровождающееся изменением длины волны рассеиваемого света.

№ 88
Время затухания флюоресценции, которое можно измерять лазерными флюорометрами дистанционного зондирования, для тяжелых нефтепродуктов:
• обычно равно 1 нс.

№ 89
- бункерное топливо (мазут), марки ‘С’ имеет кривые затухания флюоресценции:
• 0,23 ± 0,07 нс.

№ 90
Ионизирующими излучениями называют:
• рентгеновское и гамма-излучение, потоки альфа-частиц, электронов, позитронов, протонов и нейтронов, так как при прохождении через вещество они производят ионизацию его атомов и молекул.

№ 91
Экспозиционной дозой оценивают:
• ионизирующее действие рентгеновского и гамма-излучения (фотонного излучения) на воздух, к другим видам ионизирующего излучения и другим облучаемым объектам это понятие не применяется.

№ 92
Понятие поглощенной дозы применимо:
• при описании воздействия любых видов ионизирующего излучения на любое вещество.

№ 93
Эквивалентная доза является:
• количественной мерой опасности ионизирующих излучений для живых организмов.

№ 94
Экспозиционная доза Х -
• отношение суммарного электрического заряда dq всех ионов одного знака, образующихся при полном торможении вторичных электронов, отщепленных фотонным излучением от атомов в элементарном объеме воздуха, к массе dm воздуха в этом объеме: Х=dq/dm.

№ 95
Поглощенная доза D -
• отношение суммарного электрического заряда dq всех ионов одного знака, образующихся при полном торможении вторичных электронов, отщепленных фотонным излучением от атомов в элементарном объеме воздуха, к массе dm воздуха в этом объеме: D=dq/dm;
• отношение энергии ионизирующего излучения dE, поглощенной элементарным объемом облучаемого вещества, к массе dm вещества в этом объеме.

№ 96
Единица эквивалентной дозы в СИ -
• Зиверт (Зв).

№ 97
Поглощенная доза излучения единицах в СИ:
• Грей.

№ 98
Приборы предназначенные для прямого измерения экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз или их мощности:
• дозиметры.

№ 99
Систематическими погрешностями измерений называют:
• погрешности, не изменяющиеся с течением времени или являющиеся не изменяющимися во времени функциями определенных параметров.

№ 100
Случайными погрешностями называют:
• непредсказуемые ни по знаку, ни по размеру (либо недостаточно изученные) погрешности.