Парниковые газы

В этом руководстве показано, как использовать виртуальную симуляцию PhET «Molecules and light», чтобы исследовать, как различные частицы света (фотоны) взаимодействуют с различными молекулами.

1. Настройка симуляции:

• Найдите кнопки выбора источника света в нижней части экрана. Эти кнопки расположены в порядке увеличения световой энергии, начиная с микроволновой слева и заканчивая ультрафиолетовой справа.

• В правой части экрана вы найдете меню, в котором сможете выбирать из различных молекул.

• В центральном окне будет отображено взаимодействие между выбранной молекулой и источником света.

2. Имитация взаимодействия со светом:

• Нажмите зеленую кнопку фонарика, чтобы включить/выключить источник света. 
• Для тщательного анализа взаимодействия вы можете приостановить моделирование с помощью кнопки «Pause». Затем вы можете продвигать симуляцию по одному кадру за раз, используя кнопку «Step forward». Это позволяет наблюдать, как молекула поглощает фотон и переизлучает его, а не просто отскакивает.

3. Выявление закономерностей:

• Исследуя различные источники света и молекулы, постарайтесь выявить закономерности взаимодействия молекул с каждым типом света.
• Например, инфракрасный свет может вызывать вибрацию молекулы. Это поможет вам понять, что поглощение света и возникающее в результате движение зависят как от молекулы, так и от типа используемого света. (например, симметричные молекулы не реагируют на микроволны)

Таблица 1

	Микроволновые лучи	Инфракрасные лучи	Видимый свет	Ультрафиолетовые лучи
CO
N2
O2
CO2
H2O
NO2
O3

4. Анализ энергии фотонов и движения молекул:

• Вы можете исследовать, как энергия фотона соотносится с результирующим движением молекулы. Фотоны с более высокой энергией (например, ультрафиолетовый свет) могут вызвать распад молекулы на части (диссоциацию).

5. Сброс настроек симуляции:

• Если молекула диссоциирует, вы можете вернуть ее обратно, нажав кнопку «Reset molecule». В качестве альтернативы вы можете выбрать другую молекулу в меню справа.

6. Связи с реальным миром:

• Эта симуляция может помочь вам понять явления реального мира. Например, вы можете видеть, как определенные молекулы атмосферы, такие как углекислый газ, действуют как парниковые газы, поглощая определенные типы света, в то время как другие, такие как кислород, этого не делают.

7. Изучение светового спектра:

• Моделирование включает в себя меню «Light spectrum diagram». Это меню отображает информацию о длинах волн и частотах различных типов света, подтверждая концепцию о том, что энергия света увеличивается от микроволновой до ультрафиолетовой.