Содержание
- 2. Рейтинг-план
- 3. Рекомендуемая литература Горелов А.А. Концепции современного естествознания Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания Лавриненко В.Н., Ратников В.П.
- 4. Реферат Тема «Естествознание и моя профессия» Необходимо раскрыть вопрос: «Какие достижения современного естествознания способствуют успешности моей
- 5. РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ
- 6. 1.1. Понятие естественнонаучной картины мира Естествознание – комплекс наук о природе, взятых в их взаимосвязи (БСЭ).
- 7. КАРТИНЫ МИРА МИФОЛОГИЧЕСКАЯ РЕЛИГИОЗНАЯ ФИЛОСОФСКАЯ ОБЫДЕННАЯ НАУЧНАЯ Картины мира
- 8. Научная картина мира – целостная система представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающая в
- 9. 1.2. Наука. Функции науки. Критерии научного знания. Наука — это сфера человеческой деятельности, представляющая собой рациональный
- 10. Функции науки
- 11. Критерии научного знания Системность Достоверность Критичность Общезначимость Преемственность Прогнозированность Детерминированность Фрагментарность Чувственность Незавершенность Рациональность Внеморальность Обезличенность
- 12. Дифференциация и интеграция наук
- 13. РАЗДЕЛ 2. ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
- 14. 2.1. История естествознания. Основные этапы развития науки и естественнонаучные революции
- 15. Естественнонаучные революции 1. Создание геоцентрической системы мира 2. Переход от геоцентризма к гелиоцентризму. Полицентризм. 3. Отказ
- 16. Типы научной рациональности Рациональность - способность мыслить и действовать на основе разумных норм. Научная рациональность -
- 17. Становление эволюционного естествознания Глобальный эволюционизм — это убеждение в том, что как Вселенная в целом, так
- 18. 2.2. Методология научного познания и его уровни Методология – учение о структуре, логической организации, методах и
- 19. Формы научного знания Теория Научный факт Научный закон Научные принципы Гипотезы Категории науки
- 20. Уровни научного познания
- 21. Эмпирические методы научного познания Наблюдение Измерение Эксперимент
- 22. Теоретические методы научного познания Абстрагирование Идеализация Формализация Индукция Дедукция Аналогия Моделирование Анализ Синтез Классификация
- 23. Современный метод научного познания Схема познания А.Эйнштейна
- 24. Принцип цикличности В.Г. Разумовского
- 25. РАЗДЕЛ 3. ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
- 26. 3.1. Физика – основа естественных наук Физика – наука о природе, изучающая простейшие и вместе с
- 27. 3.2. Масштабы пространства и времени Масштаб пространства
- 28. Примерные соотношения размеров планет Солнечной системы
- 29. Туманность (галактика) Андромеды
- 30. Масштабы времени 13 млрд лет (5·10 17 с) – возраст Вселенной 5 млрд. лет (1,6·10 17
- 32. Соотношение времени жизни Вселенной и человека На этой шкале продолжительность жизни человека примерно равна размеру атома
- 33. 3.3. Механистическая картина мира Аристотель (384 до н.э.- 322 до н.э.) Фундаментальный труд «Физика» Понятия: движение,
- 34. Галилео Галилей (1564 — 1642 гг.) Закон инерции Постоянство ускорения свободного падения Принцип относительности Определяет силу
- 35. Ньютон Исаак (1643 — 1727 гг.) Законы механики Первый закон - закон инерции (постулат существования ИСО)
- 36. Основные понятия и принципы МКМ Материя Движение Пространство Время Взаимодействие ПОНЯТИЯ ПРИНЦИПЫ Принцип относительности Галилея Принцип
- 37. Основные понятия МКМ МАТЕРИЯ – это вещество, состоящее из мельчайших, далее неделимых, абсолютно твердых движущихся частиц
- 38. ДВИЖЕНИЕ - изменение положения тела в пространстве с течением времени (механическое движение) Любое сложное движение можно
- 39. Основные принципы МКМ ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ: внутри равномерно движущейся (инерциальной) системы все механические процессы протекают так
- 40. ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ: любые события (причины) влекут за собой определенные следствия. Принцип причинности указывает на однонаправленность причинно-следственных
- 41. Ньютоновская методология исследований Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны
- 42. 3.4. Термодинамическая картина мира Предпосылки появления ТКМ В тепловых явлениях нарушается Лапласовский детерминизм: У одного и
- 43. Основатели ТКМ Фурье Жан (1768-1830) Карно Сади (1796-1832) Калапейрон Бенуа (1799-1864)
- 44. Менделеев Д.И. 1834-1907 Клаузиус Рудольф 1822-1888
- 45. Термодинамика и статистическая физика Термодинамика изучает тепловые процессы без учета молекулярного строения вещества. Статистическая физика изучает
- 46. Начала (законы) термодинамики Первое начало: количество теплоты, сообщенное газу, идет на увеличение внутренней энергии газа и
- 47. Обратимый процесс – такой, при котором система и все тела, с которыми взаимодействовала система, возвращаются в
- 48. Тепловой двигатель – машина, превращающая внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. Работа, совершаемая тепловым двигателем за
- 49. Вечный двигатель второго рода - воображаемая периодически действующая машина, целиком превращающая в работу теплоту, извлекаемую ею
- 50. ПОНЯТИЕ ЭНТРОПИИ В 1865 г. немецкий физик Рудольф Клаузиус для формулировки второго закона термодинамики ввел новое
- 51. ВЕРОЯТНОСТНАЯ ТРАКТОВКА ПОНЯТИЯ ЭНТРОПИИ Макросостояние - состояние макроскопического тела (системы), заданное с помощью макропараметров (параметров, которые
- 52. С течением времени микросостояния непрерывно сменяют друг друга. Чем больше число микросостояний, которыми реализуется данное макросостояние,
- 53. ПРОБЛЕМА ТЕПЛОВОЙ СМЕРТИ ВСЕЛЕННОЙ Из второго начала следует, что любая физическая система, не обменивающаяся энергией с
- 54. 3.5. Электромагнитная картина мира Электромагнитная картина мира начинает формироваться с середины 18 века. Её появление было
- 55. ФАКТЫ Существование заряженных тел Два вида зарядов Электростатическая индукция Существование проводников и диэлектриков Опыты Ш.Кулона
- 56. ФАКТЫ Наличие магнитных свойств у вещества. Земной Магнетизм. Компас. Электрический ток Открытие электрона Дж. Томсоном Опыт
- 57. ФАКТЫ Опыты Ампера по взаимодействию параллельных токов
- 58. ФАКТЫ Опыты Фарадея по обнаружению индукционного тока
- 59. МОДЕЛЬ Закон сохранения электрического заряда Закон Кулона Электронная модель электрического тока в металлах Концепция близкодействия (М.Фарадей)
- 60. МОДЕЛЬ Система уравнений Максвелла
- 61. СЛЕДСТВИЯ Предсказание Максвеллом существования ЭМВ. Теоретическое предсказание скорости распространения ЭМВ. Свет – электромагнитная волна. Предсказание существования
- 62. ЭКСПЕРИМЕНТ Опыты Герца по обнаружению ЭМВ и исследованию их свойств.
- 63. ЭКСПЕРИМЕНТ 2. Экспериментальное доказательство электромагнитной природы света. 3. Опыты П.Н.Лебедева по измерению давления света.
- 64. ЭКСПЕРИМЕНТ 4. Изобретение радио А.С.Поповым. 5. Изобретение генераторов Фарадея, Тесла и др
- 65. ЭКСПЕРИМЕНТ 6. Изобретение трансформатора (П.Н.Яблочков, И.Ф.Усагин) 7. Микроволновые и индукционные печи. 8. Расчет и разработка цепей
- 66. 3.5.1. Релятивистская картина мира Специальная теория относительности ФАКТЫ Вопросы классической физики 1. Распространяется ли принцип относительности
- 67. Проблема эфира В классической физике считалось, что для распространения ЭМВ, а следовательно и света, света необходима
- 68. МОДЕЛЬ Противоречивость гипотезы существования эфира позволили А.Эйнштейну отказаться от идеи мирового эфира, и создать специальную теорию
- 69. СЛЕДСТВИЯ 1. Относительность одновременности. События, одновременные в одних ИСО, не одновременны в других ИСО, движущихся относительно
- 70. СЛЕДСТВИЯ 2. Относительность промежутков времени. В движущейся системе отсчета время течет медленнее, чем в неподвижной. В
- 71. СЛЕДСТВИЯ 4. Релятивистский закон преобразования скоростей. 5. Релятивистский импульс 6. Зависимость энергии и массы Е =
- 72. ЭКСПЕРИМЕНТ Все следствия СТО подтверждаются экспериментально. Ускорители частиц. Синхрофазотрон. Измерение времени жизни движущегося мюона (от рождения
- 73. Общая теория относительности ФАКТЫ Классическая Ньютоновская теория гравитации не соответствовала принципу относительности Эйнштейна. МОДЕЛЬ Расширенный принцип
- 74. Общая теория относительности СЛЕДСТВИЯ Искривление пространства вблизи массивных тел 2. Гравитационное замедление времени 3. Черные дыры
- 75. Общая теория относительности ЭКСПЕРИМЕНТ Дополнительный сдвиг перигелия орбиты Меркурия по сравнению с предсказаниями механики Ньютона. Отклонение
- 76. 3.6. Квантово-полевая картина мира В основе современной КПКМ лежит новая физическая теория – квантовая механика, описывающая
- 77. Физические величины, которые могут принимать лишь определенные дискретные значения, называются квантованными. Их выражение через квантовые числа
- 78. Применение классических представлений об ЭМВ к тепловому излучению привело существенному расхождению теории и эксперимента. Из теории
- 79. В 1900 г. Макс Планк для выхода из этой ситуации предложил следующую гипотезу Гипотеза Планка: электромагнитное
- 80. 1. 1887 г. Генрих Герц открыл явление фотоэффекта - явления выбивания электронов из вещества под действием
- 81. Корпускулярно-волновой дуализм света 1. Явления, свидетельствующие о волновой природе света: интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия. 2. Явления,
- 82. Открытие строения атома 1. В 1897 г. Дж.Томсоном был открыт электрон. Его заряд оказался наименьшим, элементарным.
- 83. Открытие строения атома 3. На основе анализа результатов опыта Резерфорд в 1911 г. предлагает планетарную модель
- 84. Открытие строения атома 4. Нильс Бор, для объяснения устойчивости атома, формулирует квантовые постулаты: 1) Атомы существуют
- 85. 5. Следствия из постулатов Бора позволили получить формулу, подтвержденную экспериментом по изучения спектральных закономерностей в излучении
- 86. 6. В 1923 г. Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что корпускулярно-волновой дуализм является универсальным
- 87. 7. 1926 г. Шредингер выводит основное уравнение квантовой механики Становление квантовой механики
- 88. 8. В 1927 г. Гейзенберг вводит принцип (соотношение) неопределенности: любая физическая система не может находиться в
- 89. Принцип дополнительности (Н. Бору): как бы далеко не выходили явления за рамки классического физического объяснения, все
- 90. Принцип соответствия: применение новой, более общей теории к предметной области, где справедлива менее общая теория, должно
- 91. 3.6.2. Физика элементарных частиц Элементарные частицы - микрочастицы, которые невозможно разделить на составные части. Тождественные частицы
- 92. Фермионы и бозоны Все частицы в природе можно разделить на два вида - фермионы и бозоны.
- 93. Античастица - элементарная частица, имеющая (по отношению к частице) равную массу покоя, спин, время жизни и
- 94. Рождение пары - процесс, обратный аннигиляции. Так, например, при рассеянии гамма-кванта на атомном ядре может возникнуть
- 95. Фундаментальные взаимодействия Фундаментальными называют взаимодействия, которые не могут быть сведены к другим, более простым взаимодействиям.
- 96. Диаграммы Фейнмана Диаграммы Фейнмана – наглядное представление картины взаимодействия в квантовой физике. Взаимодействие двух электронов Бета-распад
- 97. Классификация элементарных частиц Элементарные частицы можно классифицировать по видам взаимодействий, в которых они участвуют. В этом
- 99. Лептоны К лептонам относят 6 частиц и 6 их античастиц Нейтрино - электрически нейтральная элементарная частица
- 100. Адроны Адроны делятся на 2 группы - мезоны и барионы. Мезоны - бозоны (частицы с целым
- 101. Кварки Все адроны состоят из кварков. Кварки - фермионы с дробным электрическим зарядом. Различные типы кварков
- 102. Кварковая модель адронов Протон можно представить как p=uud, а нейтрон n=udd. Антипротон состоит из антикварков.
- 103. Цветовой заряд кварков Каждый аромат кварка может находится в трех разных квантовых состояниях, которые принято обозначать
- 104. Кварк-глюонное взаимодействие Взаимодействие кварков осуществляется глюонами. Глюоны - безмассовые частицы со спином 1, электрически нейтральные, несущие
- 105. Кварки могут участвовать и в слабом взаимодействии. В этом случае меняется аромат кварка, а его цвет
- 106. Кварк-лептонная симметрия мира Существование шести лептонов и шести кварков позволяет говорить о кварк-лептонной симметрии мира.
- 107. Стандартная модель Станда́ртная моде́ль — теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное
- 108. Теория Великого объединения (ТВО) — в физике элементарных частиц группа теоретических моделей, описывающих единым образом сильное,
- 109. Изучение элементарных частиц Ускорители элементарных частиц - класс устройств для получения заряженных частиц высоких энергий. Большой
- 111. РАЗДЕЛ 4. КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
- 112. 4.1. Структурные уровни материи
- 113. 4.2. Основные понятия космологической картины мира Вселенная – весь окружающий мир, бесконечно разнообразный по тем формам,
- 114. Звезды – гигантские раскаленные самосветящиеся небесные тела. Планеты – холодные небесные тела, которые обращаются вокруг звезды.
- 116. Астрономическая единица (а. е.) соответствует расстоянию от Земли до Солнца – 150 млн км.. Световой год
- 117. 1) Принцип универсальности: фундаментальные законы природы (законы физики), установленные и проверенные в лабораторных экспериментах на Земле,
- 118. 4.4. Космологические модели Вселенной 1. Классическая космология (И.Ньютон): Вселенная бесконечна, неизменна в ней содержится бесконечное количество
- 119. 2. Современная релятивистская космология Основана на теории гравитации и ОТО Уравнение тяготения Эйнштейна выглядит уравнения следующим
- 122. Открытие Э. Хабблом разбегания галактик Открытие разбегания галактик стало возможно на основе анализа спектра звезд и
- 123. В 1929 г. американский астроном Хаббл обнаружил, что линии и спектрах многих галактик смещены к красному
- 124. Закон Хаббла V = H⋅r V – линейная скорость галактики, км/с, r – расстояние до нее,
- 125. 4.5. Возникновение и эволюция Вселенной Вселенная образовалась в результате Большого взрыва примерно 13-17 млрд. лет назад
- 126. Сценарий Большого Взрыва
- 128. Открытие реликтового фона Вселенной Реликтовое излучение – электромагнитное излучение, заполняющее наблюдаемую часть Вселенной. Реликтовое излучение соответствуют
- 129. Открытие реликтового излучения подтвердило предложенную в 1946 г. Г.А. Гамовым (модель горячей Вселенной), согласно которой Вселенная
- 130. 4.6. Эволюция и строение галактик 1. Эллиптические галактики обладают пространственной формой эллипсоида с разной степенью сжатия.
- 131. 2. Спиральные галактики представлены в форме спирали, включая спиральные ветви. Это самый многочисленный вид галактик, к
- 132. 3. Неправильные галактики не обладают выраженной формой, в них отсутствует центральное ядро.
- 133. Эволюция Галактики начинается со стадии газового облака приблизительно сферической формы, облако состоит из водорода, оно неоднородно.
- 134. 4.7. Эволюция звезд Большинство отдельных звёзд во Вселенной имеют массу от 0,08 до 50 солнечных масс.
- 136. Стадии жизни и типы звезд Газо-пылевое облако (глобула) Протозвезда Молодая звезда Красный гигант Белый карлик Красный
- 137. Диаграмма Герцшпрунга – Рассела
- 138. Эволюция Солнца
- 139. Взрыв сверхновой
- 140. РАЗДЕЛ 5. СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
- 141. 5.1. Основные понятия синергетики Синергетика (греч. synergetikos – совместный, согласовано действующий) – наука о самоорганизации систем.
- 142. Самоорганизация - образование упорядоченных структур, происходящие не за счет действия внешних сил (факторов), а в результате
- 143. Основные свойства самоорганизующихся систем ОТКРЫТОСТЬ НЕЛИНЕЙНОСТЬ ДИССИПАТИВНОСТЬ
- 144. Открытые системы Открытые системы – системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, а также энергией, импульсом,
- 145. Нелинейные системы Нелинейные системы - системы, свойства и характеристики которых зависят от их состояния. Нелинейные системы
- 146. Диссипативные системы Диссипативные системы - неравновесные системы (находящиеся вдали от термодинамического равновесия), рассеивающие энергию, которая поступает
- 147. Ключевые положения синергетики (по Г. Хакену): Исследуемые системы состоят из нескольких или многих одинаковых или разнородных
- 148. Флуктуация Флуктуация - случайное отклонение физической величины от ее среднего значения.
- 149. Бифуркация Бифуркация (разделение, раздвоение) – качественная перестройка системы при флуктуациях её параметров. Под точкой бифуркации понимается
- 151. Потеря системой устойчивости называется катастрофой. Математическая теория, анализирующая поведение нелинейных динамических систем при изменении их параметров,
- 152. Аттрактор Аттрактор – это относительно устойчивое состояние системы, по направлению к которому протекают процессы самоорганизации в
- 153. Графически аттрактор может быть изображен в в виде фазовой траектории.
- 154. В синергетике изучаются свойства точек бифуркаций и аттракторов и устанавливаются закономерности развития самоорганизующихся открытых систем, их
- 155. 5.2. Примеры самоорганизации 1. Циркуляционные потоки в атмосфере и океанах Земли под действием солнечного излучения
- 156. 2. Вихревые структуры в газах, жидкостях, галактиках
- 157. 3. Ячейки Бенара
- 158. 4. Химическая реакция Белоусова-Жаботинского - автоколебания в реакции окисления бромата калия КBrO3 малоновой кислотой HOOC-CH2-COOH в
- 159. 5. Динамика популяций хищников и их жертв Пусть на огражденной территории с неограниченным запасом травы живут
- 160. 6. Биоконвекция инфузорий
- 161. 7. Автоволны - самоподдерживающиеся волны в активных (содержащих источники энергии) средах. Примеры: горение травы, импульсы возбуждения
- 162. 11. Клеточные автоматы (математическая игра Жизнь) · У каждой клетки 8 соседних клеток. · В каждой
- 164. Скачать презентацию