Реферати українською » Биология » Концепції і закони природознавства


Реферат Концепції і закони природознавства

Страница 1 из 2 | Следующая страница

1. У чому суть наукового методу пізнання?

Сутність наукового пізнання залежить від розумінні неминучого у її минулому, сьогодення та майбутнє, в достовірному узагальненні фактів, у цьому, що з випадковим воно знаходить необхідне, закономірне, за одиничним — загальне, і основі здійснює передбачення різних явищ, та був і констатація наукового факту.

Наукове пізнання відрізняється від повсякденного системністю і послідовністю як у процесі пошуку нових знань, і при упорядкування всього знайденого, готівкового знання. Наукове пізнання виросло з пізнання повсякденного, але у час ці дві форми пізнання далеченько відстоять друг від друга. Наука орієнтована зрештою на пізнання сутності предметів і процесів, зовсім не властиво повсякденному пізнання. Наукове пізнання вимагає вироблення особливих мов науки. На відміну від повсякденного пізнання наукове виробляє свої методи лікування й форми, свій інструментарій дослідження. Для наукового пізнання характерна планомірність, системність, логічна організованість, обгрунтованість результатів дослідження. Нарешті, відмінні у науці й повсякденному пізнанні і знаходять способи обгрунтування істинності знань.

2. Які малі відстані зуміла оцінити, і як отримав про неї уявлення? Де стають суттєвими пізнання про малому? Які розміри живих організмів?

Якщо історично, то все почалося з винаходи лінзи,расширившей можливості ока. Проте ще Афродити був спектакль про атомах (>а-не, томос - розсікаю - частка, нерассекающая простір, яка має розмірів). У цьому сенсі древні греки були близькі до сучасного розумінню елементарних частинок. Винахід оптичного мікроскопа зробило революцію. Стало зрозумілим, що у мікросвіті все цілком інакше, ніж у макросвіті.

Зазвичай коли говорять про найменших відстанях, говорять про електронних мікроскопах, проте найкращі електронні мікроскопи як30кВ (з енергією частинок можна лише стійкі неорганічні структури) дає дозвіл трохи більше3нм. Органічні структури, заморожені в рідкому азоті так можна трактувати як1кВ і менше з дозволом трохи більше15нм. Проте, існують методи, що дозволяють за багатьма електронним знімками створити тривимірні моделі структур із більшою дозволом, ніж дозволяє мікроскоп. Проте, при цьому потрібні неймовірно потужні кластерні суперкомп'ютери.

Треба сказати, що розміри окремих атомів чи молекул можна лише умовно, оскільки є польовими структурами і як розмиті у просторі. Ці розміри є умовними і позначають, наприклад, область простору, у якій зосереджений певний відсоток енергії частки.

Проте, оцінки розмірів елементарних частинок виробляються іншими методами. зазвичай застосовується метод розсіювання однієї частки в інший. Тобто, розганяють пучок одних частинок і скеровують їх у інші. У цьому частки зіштовхуються держава й відхиляються від початкового курсу. І, залежно від розподілу частинок із чотирьох кутів і кількостіпровзаимодействовавших частинок можна оцінити розміри частки. Сьогодні найточніші оцінки розмірів становить10^-18м (десять в мінус18-ой ступеня метри).

Також існує так звана фундаментальна довжина. При відстанях менших цієї довжини саме поняття "відстань" утрачає будь-який сенс. Зараз переважна більшість фізиків схиляється до того, що ця довжина дорівнює гравітаційноїПланковской довжині, тобто10^-33м. Проте, досі це доведено це і є альтернативні думки. Саме існування цієї довжини пов'язані з уявлення пронелокальности простору-часу, тобто, говорячи згрубша, найменша частина може у двох місцях одночасно.

Вже зрозуміло, що ставлення до малих відстанях стають суттєвими у сфері вивчення окремих клітин живого, органічних і неорганічних молекул, атомів. Практичне значення знання малих об'єктах фізичного світу величезна. Практично вся сучасну медицину спирається намикробиологию ібиоинженерию, які мисляться без потужних мікроскопів з оцінкою малих відстаней. Сумно, що пізнання про малих відстанях використовувалися до створення ядерних і термоядерних бомб. Проте, атомна енергетика - це енергетика сьогодні, а термоядерна - дня майбутнього. Сучасні комп'ютери як і неможливі без оцінки малих відстаней, оскільки сучасні мікропроцесори здійснюються за15нм технології.

3. Атом для наочності сьогодні як майже порожній простір, у якого перебуває по кілька крихітних субатомних частинок, їхнім виокремленням ядро, оточене електронами. Діаметр такийсубатомной частки дуже грубо становить 10-13 див; 10 трильйонів (1013) таких частинок, не вибудованих у ряд, міг би поміститися один див. Ці частки носять назви «протони» і «нейтрони». Діаметр ядра становить близько 10-12 див. Наступний стрибок у шкалі розмірів — атом; його розміри становлять 1 (ангстрем) = 10-8 див, т. е. атом приблизно 100 тис. разів більше протона. Атоми можуть об'єднуватись у молекули, які, групуючи, здатні заповнити будь-який обсяг: посудину з газом, кристал, краплю рідини чи цілий океан. Товщина сторінки книжки — кілька атомів.

Довжина хвилі видимого світла лежать у інтервалі 410-5 – 7,210-5 див. Тому частки більшого розміру можна поспостерігати на оптичний мікроскоп. Для спостереження дрібніших об'єктів використовують електронні мікроскопи, оскільки електрони високої енергії мають значно меншою довжиною хвиль. Бактерії, дрібні живі організми, мають мікроскопічні розміри. Віруси, паразитуючі на клітинах живих організмів, значно менше бактерій і тому невидимі у звичайний мікроскоп. Усі спостережувані живі

 

3. Який процес називають хвильовим? Дайте визначення подовжнім і поперечним хвилях. Сформулюйте принципсуперпозиции хвиль

>Волновим процесом називається будь-якеизменение(возмущение) стану суцільний середовища, розповсюджується з кінцевої швидкістю і несучий енергію.

Хвилі, у яких коливання відбуваються вздовж напрямку їх поширення, називаються поздовжніми хвилями.

Хвилі, у яких коливання відбуваються перпендикулярно напрямку їх поширення, називаються поперечними хвилями.

Принципсуперпозиции (накладення) хвиль ось у чому: в лінійних середовищах хвилі поширюються незалежно друг від друга, тобто хвиля не змінює властивості середовища, й інша хвиля поширюється так, ніби першої хвилі немає. Це дозволяє вираховуватимуть підсумкову хвилю як сукупність всіх хвиль, поширених у цій середовищі.

При додаванні двох чи більшесинусоидальних хвиль результуюча хвиля у випадку не будесинусоидальной.

>Пpинципсупеpпозиции хвиль говорить, що хвилі відpазличних джерел не взаємодіютьдpуг здpугом І що складне хвилеве полі від двох або більшої кількості джерел перебуває шляхомгеометpического складання хвиль від окремих джерел, тобто.

Це дуже важливийпpинцип. Він дає змогу як складати хвилі, а йpаскладивать їх,напpимеp, на незалежні синусоїдальні хвилі. Це означає, що будь-яку хвилю, тобто. хвилюпpоизвольногопpофиля, можнапpедставить як сукупністьсинусоидальних хвиль зpазличними амплітудами, зpазличнимифазовимискоpостями, зpазличними частотами і зpазличними початковими фазами. (До речі,аpгументсинуса повністюопpеделяетвектоp Єпpи умови, якщо відома його амплітуда. Томуаpгументсинуса вуpавнениисинусоидальной хвилі називають фазоюсинусоидальной хвилі. Такимобpазом,пpоизвольную (навіть обов'язково пласку) хвилю можнапpедставить як суми пласких хвиль, рухомих вpазличнихнапpавлениях і маєpазние частоти. Цією можливістюpазложения хвильшиpоко застосовують у всієїтеоpииелектpомагнитних хвиль, зокрема у оптиці.

 

4. Які типи взаємодії ставляться додальнодействующим? Як змінюється їхній величина з відстанню? Наведіть приклади

Електромагнітне і гравітаційне взаємодії єдальнодействующими. Гравітаційні електромагнітнівзаимодействия-дальнодействующие ( тобто їхня цілющість помітно великихрасстояниях).Такие взаємодії повільно убувають зі збільшенням відстані між частинками не мають кінцевого радіуса дії.

>Гравитация, електричні і магнітні - назад пропорційні квадрату відстані.

Ядерні сили змінюються з іншого співвідношенню, та не можна вважатидальнодействующими.

>Дальнодействующие взаємодії наводять на єдино можливу інтерпретацію, що вони реалізуються з допомогою процесівИЗЛУЧЕНИЯ-поглощения. Але це дуже тонкі процеси оскільки пов'язані зизлучением-поглощением невідомих науцімикро-микро-...-микро- частинок матерії.

хвиля квантовий термодинаміка

По моєї концепції гравітація реалізується з допомогою випромінювання матерією гравітаційних потоків (з виключно малої масоюгравитона - порядку 10!-70 р).

 

5. У яких системах справедливі закони збереження? Сформулюйте закони збереження маси, електричного заряду. Наведіть приклади дії цих законів у нашому житті

 

>Сохранения закони, фізичні закономірності, за якими чисельні значення деяких фізичних величин не змінюються згодом у будь-яких процесах чи певному класі процесів. Повне опис фізичної системи можливе лише рамках динамічних законів, які детально визначають еволюцію системи з часом. Однак у часто динамічний закон для даної системи невідомий або занадто складний. За такого стану >Сохранения закони дозволяють зробити деякі висновку про характері поведінки системи. Найважливішими >Сохранения закони, справедливими для будь-яких ізольованих систем, є закони збереження енергії, кількості руху (імпульсу), моменту кількості руху, і електричного заряду. Крім загальних, існують >Сохранения закони, справедливі тільки до обмежених класів систем і явищ.

Закон збереження маси - закон класичної механіки, відповідно до яким за будь-яких процесах, які у системі тіл, її маса залишається незмінною.

Закон збереження електричного заряду - фізичний закон, відповідно до що у замкнутої системі взаємодіючих тіл алгебраїчна сума електричних зарядів (повний електричний заряд) залишається незмінною попри всі взаємодію.

Маса тіл зберігається, зберігається ще й електричний заряд. Саме заряд, а чи не число заряджених частинок.

 Досвід зелектризацией пластин доводить, що зелектризации тертям відбувається перерозподіл наявних зарядів між тілами, нейтральними першої хвилини. Невелика частина електронів переходить з однієї тіла інше. У цьому нові частки не виникають, а ті не зникають.

 Приелектризации тіл виконується закон збереження електричного заряду. Цього закону справедливий системі, у якому не входять ззовні й з якої виходять назовні заряджені частки, т. е. для ізольованій системи. У ізольованій системі алгебраїчна сума зарядів всіх частинок зберігається.

Закон збереження заряду має глибший зміст. Якщо заряджених елементарних частинок не змінюється, то виконання закону збереження заряду очевидно. Але елементарні частки можуть перетворюватися один одного, народжуватися і зникати, даючи життя новим частинкам. Однак у випадках заряджені частки народжуються лише парами з по модулю і протилежними за сигналом зарядами; зникають заряджені частки також парами, перетворюючись на нейтральні. І в усіх цих випадках алгебраїчна сума зарядів залишається одному й тому ж.

 Справедливість закону збереження заряду підтверджують спостереження над величезним числом перетворень елементарних частинок. Цього закону висловлює одне з фундаментальних властивостей електричного заряду. Причина збереження заряду досі невідома.

 Електричний заряд у Всесвіті зберігається. Повний електричний заряд Всесвіту, швидше за все, нульовий; число позитивно заряджених елементарних частинок одно числу негативно заряджених елементарних частинок.

 


 

6. З, яких фактів і гіпотез сформувалася квантова механіка?

Квантова механіка — теорія рухів у мікросвіті, джерело якої в єдності матричної і хвильової механіки. Вірну трактування сенсу хвильової функції дав М. Борн в 1926 р. Звернувшись до робіт Ейнштейна з теорії фотонів і проаналізувавши завдання про розсіянні частинок, він підійшов до створення формалізму квантової механіки з позиції статистичних методів. Він довів, що інтенсивність -хвиль є міра ймовірності становища частки у певному місці .

У основі сучасноїквантово-полевой картини світу лежить нова фізична теорія — квантова механіка, яка описувала стан і рух мікрооб'єктів матеріального світу.

>Квантовой механікою називають теорію, що встановлює спосіб описи і закони руху мікрочастинок (елементарних частинок, атомів, молекул, атомних ядер) та його систем, і навіть зв'язок величин, характеризуючих частинки й системи, з обмеженими фізичними величинами, безпосередньоизмеряемими дослідним шляхом.

Новим кроком у розвитку квантової гіпотези було ведення поняття квантів світла. Ця ідея була розроблена 1905 р. Ейнштейна і використана їм до пояснень фотоефекту. У низці досліджень було отримані підтвердження істинності цієї ідеї. У 1909 р. Ейнштейн, продовжуючи дослідження законів випромінювання, показує, що світло має це й хвилевими, ікорпускулярними властивостями. Ставало дедалі очевидніше, щокорпускулярно-волновой дуалізм світлового випромінювання не можна пояснити з позицій класичної фізики. У 1912 р. А. Пуанкаре остаточно довів несумісність формули Планка і класичної механіки. Були потрібні нові поняття, нові уявлення та новий мову, щоб фізики могли осмислити ці незвичні явища. Усе це з'явилося пізніше — разом із плеканням якого і розвитком квантової механіки

 

7. Сформулюйте перше початок термодинаміки. Дайте визначення внутрішньої енергії системи

Перше початок термодинаміки — одна з головних положень термодинаміки, що є, сутнісно, законом збереження енергії стосовно термодинамічним процесам.

Перше початок термодинаміки було сформульовано у середині ХІХ століття внаслідок робітЮ.Р. Майера,Джоуля і Р.Гельмгольца. Перше початок термодинаміки часто формулюють як неможливість існування вічного двигуна 1-го роду, який робив б покращило роботу, не черпаючи енергію з якогось джерела.

Перший закон (перше початок) термодинаміки можна сформулювати так: «Зміна повної енергії системи вквазистатическом процесі дорівнювала кількості теплотиQ,сообщенного системі, у сумі зі зміною енергії, що з кількістю речовини N при хімічному потенціалі, й досвід роботи A',совершенной над системою зовнішніми силами і полями, з відрахуванням роботи .А,совершенной самої системою проти зовнішніх сил».

Кожне тіло має цілком певну структуру, воно складається з частинок, які хаотично рухаються і взаємодіють друг з одним, тому будь-яке тіло має внутрішньої енергією. Внутрішня енергія — це величина, характеризує власне стан тіла, т. е. енергія хаотичного (теплового) руху мікрочастинок системи (молекул, атомів, електронів, ядер тощо. буд.) і енергія взаємодії цих частинок. Внутрішня енергіяодноатомного ідеального газу визначається за такою формулою

U = 3/2 •т/М •RT


Внутрішня енергія тіла може змінюватися тільки внаслідок його з іншими тілами. Існує дві способу зміни внутрішньої енергії:теплопередача й "учинення механічної роботи (наприклад, нагрівання при терті або за стискуванні, охолодження у результаті розширення).

 

8. Дайте визначеннядетерминированному хаосу. Наведіть приклади використання цього поняття на економіки та соціології.

 

>Детерминированний (>динамический)хаос —сожное непередбачувана поведінка детермінованою нелінійної системи. Виявилося, що прості системи (іноді — визивно прості модельні системи), які з малої кількості компонентів, з детермінованими правилами, не куди входять елементів випадковості, можуть виявляти випадкове поведінка, досить і непередбачувана, причому випадковість носить принциповий, непереборний характер. Такі випадковість, непередбачуваність розвитку системи сприймається як хаос.

Ми у світі. Ось лише кілька найпримітивніших прикладів. Погляньте за вікно: падає сніг, вітер здіймає сніжинки, закручує їх, жбурляє в скла. Але стихає вітер, і сніжинки плавно опускаються на грішну землю по прямий лінії. Настає відлига, йде дощ. І краплі як і то падають

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація