Вопросы для самопроверки (по темам) (2 семестр)

Тема 6.1. Механистическая картина мира.

1. Что изучает механика? Чем различаются классическая, релятивистская и квантовая механики?

2. Какие системы отсчета называют инерциальными? Почему систему отсчета, связанную с Землёй, можно считать инерциальной при движении автомобиля и нельзя – при запуске космического корабля?

3. Сформулируйте второй закон Ньютона.

4. Одинаково ли течёт время в различных инерциальных системах в релятивистском случае? Одинаков ли промежуток времени?

Тема 6.2. Строение вещества. Основы молекулярной физики..

1. Что такое молекулярно-кинетический и термодинамический методы исследования макроскопических систем? Чем отличаются и как дополняют друг друга эти явления?

2. Какие термодинамические параметры состояния вам известны? Единицы измерения термодинамических параметров в СИ

3. В чем сущность явлений переноса? Каковы они и при каких условиях они возникают? Какая физическая величина переносится в каждом из явлений?

4. Сформулируйте второе начало термодинамики.

5. Является ли Вселенная замкнутой системой?

6. Каков физический смысл третьего начала термодинамики?

Тема 6.3. Электромагнитная картина мира

1. Какие два типа электрических зарядов существуют в природе? Единица измерения заряда в СИ?

2. Какими свойствами обладают электрические заряды? Каков наименьший заряд?

3. Какие два вида сред рассматривают в электростатике?

4. Сформулируйте и поясните принцип суперпозиции полей.

5. Что такое электрический ток?

6. Есть ли магнитное поле у Земли?

7. Какой магнитный полюс расположен вблизи северного географического полюса Земли (в

8. В чём заключается принцип Гюйгенса-Френеля?

9. Как наблюдал дифракцию Фраунгофер?

10. Поясните картины дифракции от одной щели и от дифракционной решётки. Чем отличается дифракционная картина при освещении дифракционной решётки монохроматическим и белым светом?

11. От чего зависит разрешающая сила дифракционной решётки?

12. Каков механизм рассеяния света в мутной и чистой среде?

13. Как объяснить голубой цвет неба?

14. Что такое голография?

Тема 6.4. Становление квантово-полевой картины мира

1. Чем была вызвана необходимость создания квантовомеханического подхода для описания поведения микрочастиц? Чем он отличается от подхода классической механики?

2. Какую гипотезу выдвинул де-Бройль, и какие опыты подтвердили её справедливость?

3. В чём смысл постулатов Бора? Как с их помощью объяснить линейчатый спектр атома? Что смогла объяснить теория Бора, а что не смогла?

4. Какие частицы входят в состав ядра? Каков размер ядер и их характеристики? Какие ядра называют изотопами, изотонами, изобарами, изомерами?

5. Что такое естественный радиоактивный распад? Какие частицы излучаются, и как изменяется ядро при этом распаде?

Тема 6.5. Современная физическая картина мира

1. На какие группы подразделяют элементарные частицы? Каковы критерии деления частиц на группы? Перечислите типы фундаментальных взаимодействий и охарактеризуйте их. Чем отличаются частицы от античастиц?

2. Зачем нужна гипотеза кварков? Что объясняется с её помощью? В чём её трудность?

3. Что такое синергетика?

4. Каковы возможности использования нанотехнологий?

Примерные темы рефератов (1 семестр)

1. Единство живой и неживой природы в представлениях русских космистов. Развитие идей активной коэволюции.

2. Развитие идей Вернадского. Путь в ноосферу.

3. Солнечно-земные связи и их влияние на человека.

4. Гипотезы о возникновении жизни на планетах, подобных Земле.

5. Обсуждение гипотез о НЛО.

6. Солнечная активность, атмосфера и погода.

7. Представления древних мистиков и современная картина мира.

8. Астрология и причины ее популярности.

9. Энергия, энтропия и среда обитания.

10. Перспективы энергетики с точки зрения термодинамики.

11. Оценка пользы малой энергетики.

12. Энтропия и охрана окружающей среды.

13. Космос и биосфера.

14. Цивилизация – на путях поиска идеальной энергетики будущего.

15. Информационные системы и энтропия.

16. Молекулярные основы эмоциональных состояний человека.

17. Стохастическая модель «хищник - жертва» и модель морфогенеза.

18. Духовная культура и искусство как факторы самоорганизации общества.

19. Самоорганизация процессов в геологии, биологии и экологии.

20. Симметрия в природе.

21. Возможности экономного расходования энергии.

22. Проблемы атомной энергетики.

23. Природные системы на грани хаоса и порядка.

24. Климат, погода и солнечно-земные связи.

25. ДНК – основа генетического материала.

26. Генная инженерия – плюсы и минусы.

27. Генетически модифицированные продукты.

28. Необычные состояния материи.

29. Возможности управления поведением сложных систем.

30. Биосфера как экосистема и как геологическая оболочка.

31. Теория катастроф.

32. Источники энергии Солнца и звезд.

33. Эволюция жизни на Земле.

34. Триумф небесной механики и концепция детерминизма в естествознании.

35. Микромир: теоретические концепции и человеческая практика.

36. Планета Земля: эволюция, строение, динамика.

37. Физико-химические основы биологических процессов и психологии человека.

38. Достижения науки и техники эпохи Средневековья.

39. Особенности античного научного знания.

40. Развитие науки в России в 18-19 веках.

41. Нобелевские лауреаты в области естественных наук России и СССР.

42. Обмен веществ и энергии в клетке как модель классической динамики живых объектов.

43. Климат Земли и перспективы его изменения.

44. Элементарные частицы и поиск «первичных» объектов.

45. Радиоактивные превращения и искусственные радиоактивные элементы.

46. Периодическая система элементов и история ее создания.

47. Понятие физического поля и типы полей фундаментальных взаимодействий.

48. Пространство и время в классической механике.

49. Пространство и время в теории относительности А.Эйнштейна.

50. Роль организмов в эволюции Земли.

Примерные темы рефератов. (2 семестр)

1. Невесомость и её действие на физические процессы.

2. Законы сохранения и однородность и изотропность пространства и времени.

3. Применение гироскопов.

4. Кавитация и возможности её устранения

5. Экспериментальные факты, свидетельствующие о справедливости СТО Эйнштейна.

6. Неравновесная термодинамика и явления переноса.

7. Принцип действия теплового насоса.

8. Применение эффекта Джоуля-Томсона в технике.

9. Электростатические фильтры.

10. Электростатическая защита.

11. Использование сегнетоэлектриков и пьезоэлектриков в технике.

12. Физические принципы работы стрелочных электроизмерительных приборов.

13. Применение ферромагнитных материалов в технике.

14. Использование датчиков Холла.

15. Принцип действия магнитогидродинамического (МГД) генератора.

16. Полезное и вредное действие токов Фуко.

17. Предсказания теории Максвелла.

18. Вред и польза резонанса.

19. Интерференционные методы контроля качества.

20. Устройство Фурье-спектрометра.

21. Рентгеноструктурный анализ.

22. Голография.

23. Поляризованный свет и определение концентрации вещества.

24. Свет и цвет.

25. Использование черенковских счётчиков.

26. Применение пирометров.

27. Применение вакуумных фотоэлементов.

28. Характеристический рентгеновский спектр и определение химического элемента.

29. Применение рентгеновского излучения в медицине.

30. Парамагнитный резонанс и его применение.

31. Принцип действия квантовых генераторов и их применение.

32. Принцип действия полупроводниковых диодов и транзисторов.

33. Полупроводниковые фотосопротивления и фотоэлементы. Солнечные батареи.

34. Применение термоэлектрических явлений Зеебека, Пельтье, Томсона.

35. Перспективы ядерной энергетики.

36. Защита от радиоактивных излучений.

37. Эффект Мёссбауэра и его применение

38. Принципы и возможности метода ЯМР-спектроскопии.

39. Гипотезы возникновения и развития Вселенной.

40. Синергетика.

41. Возможности нанотехнологий.

Перечень вопросов для подготовки к экзамену (1 семестр)

1. Две культуры – естественно-научная и гуманитарная – как отражение двух типов мышления. Рациональное и образное мышление.

2. Общенаучные методы эмпирического познания.

3. Общенаучные методы теоретического познания.

4. Взаимосвязь теории и эксперимента. Наблюдение, измерение и лабораторный эксперимент в естествознании. Реальные и мысленные эксперименты.

5. История естествознания. Атомистика древних греков.

6. Особенности античного научного знания, концепция геоцентризма.

7. Естествознание в эпоху Возрождения. Борьба за гелиоцентрическую систему мира.

8. Физика Средневековья. Достижения науки средневекового Востока. Европейская средневековая наука.

9. Развитие науки в России в 18 -19 веках.

10. Механическая картина мира и ее ограниченность.

11. Электромагнитная картина мира и ее ограниченность.

12. Роль диалектического и метафизического методов в создании естественнонаучной картины мира. Процесс диалектизации науки.

13. Учение Дарвина как генеральная линия эволюционного естествознания.

14. Успехи механической картины природы в описании тепловых явлений. Молекулярно-кинетическая теория вещества.

15. Начала термодинамики и понятие энтропии.

16. Пространство и время. Свойства пространства и времени. Представления в древности и сейчас.

17. А. Эйнштейн и относительность пространства-времени.

18. Основы специальной теории относительности. Релятивистское выражение для импульса и энергии. Взаимосвязь массы и энергии.

19. Второй этап в развитии электромагнитной картины мира. Представление об общей теории относительности.

20. Электромагнитная природа света. Волновые свойства света: интерференция, дифракция, дисперсия и поляризация.

21. Корпускулярная концепция описания природы. Основные законы классической механики Ньютона. Концепция дальнодействия.

22. Импульс, момент импульса и энергия как меры движения. Законы сохранения.

23. Становление квантово-полевой картины мира. Тепловое излучение и гипотеза Планка.

24. Квантовые свойства света.

25. Планетарная модель атома Резерфорда и ее особенности.

26. Модели атома и теория Н.Бора.

27. Гипотеза де Бройля и формирование квантовой механики Шредингера-Гейзенберга-Дирака.

28. Особенности свойств микромира. Принцип неопределенности Гейзенберга.

29. Корпускулярно-волновой дуализм и принцип дополнительности.

30. Иерархия структур природы. Микромир: ядра атомов, элементарные частицы, кварки. Фундаментальные взаимодействия.

31. Мегамир. «Горячее» рождение Вселенной. Модели развития Вселенной, неоднозначность сценария.

32. Закон Хаббла, «красное смещение» и нестационарность Вселенной.

33. Образование звезд в галактиках. Классификация звезд и их эволюция. Источники энергии звезд.

34. Происхождение и строение Солнечной системы. Солнце.

35. Земля и планеты земной группы.

36. Планеты-гиганты Солнечной системы. Их особенности.

37. Формирование планеты Земля, ее строение и эволюция.

38. Климат на земле. Формирование и эволюция.

39. Химические элементы и соединения как классические модели вещества. Периодическая система химических элементов.

40. Уравнения химических реакций как классические модели химических процессов. Типы химических связей и химических реакций.

41. Концепции возникновения жизни на Земле. Биохимическая эволюция.

42. Концепция Опарина возникновения жизни на Земле и опыт Миллера.

43. Клетка как фундаментальная модель живой материи на микроуровне. Жизненный цикл клетки. Единство и многообразие клеточных типов.

44. Обмен веществ и энергии в клетке как модель классической динамики живых объектов.

45. Необратимость времени для живых систем. Жизненный цикл организма: от зарождения до гибели. Проблемы старения и смерти организма.

46. Нуклеиновые кислоты. ДНК – основа генетического материала. Структура ДНК.

47. Эволюция форм жизни на Земле от анаэробных к аэробным.

48. Теории эволюции живых организмов. Возникновение и эволюция основных видов живых организмов по Дарвину.

49. Происхождение и эволюция человека.

50. Человек: поведение и высшая нервная деятельность.

51. Человек: эмоции, творчество, работоспособность.

52. Мутации и генная инженерия. Проблемы.

53. Научные и этические проблемы клонирования.

54. Основные принципы и запреты биоэтики.

55. Биоэтика. Ранговая иерархия высших животных. Иерархия потребностей человека. Проблема жизни и смерти.

56. Биосфера, ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости.

57. Структурные уровни биосферы, взаимосвязь ее компонентов.

58. Ноосфера Вернадского и экология окружающей природной среды.

59. Синергетика и основные принципы самоорганизации систем.

60. Современное естествознание и проблема социума. Техногенное общество. Роль современного естествознания в преодолении энергетического, экологического и информационного кризисов.

Перечень вопросов для подготовки к экзамену (2 семестр)

1. Система отсчета Траектория, путь, перемещение. Скорость.

2. Ускорение и его составляющие.

3. Угловая скорость и угловое ускорение.

4. Кинематика абсолютно твердого тела

5. Законы Ньютона Закон сохранения импульса

6. Силы в механике Сила упругости, силы трения их природа.

7. Силы тяготения Гравитационное поле. Энергия гравитационного поля

8. Работа и энергия Кинетическая энергия.

9. Потенциальная энергия Закон сохранения энергии.

10. Момент инерции. Кинетическая энергия вращения тела

11. Момент силы. Основной закон вращательного движения.

12. Момент импульса и закон его сохранения

13. Основные положения молекулярно –кинетической теории (МКТ)

14. Модель идеального газа Уравнение Менделеева – Клапейрона.

15. Обратимые и необратимые процессы.

16. Распределение молекул по скоростям (закон Максвелла).

17. Опытная проверка закона Максвелла.

18. Барометрическая формула Распределение Больцмана.

19. Явления переноса. Диффузия. Закон Фика. Коэффициент диффузии.

20. Теплопроводность. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности

21. Внутреннее трение. Закон Ньютона. Коэффициент вязкости.

22. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение в жидкостях.

23. Капиллярные явления.

24. Внутренняя энергия тел. Количество теплоты.

25. Первое начало термодинамики. Использование первого начала термодинамики к изопроцессам. Изотермический процесс.

26. Первое начало термодинамики. Изопроцессы.

27. Степени свободы Распространение энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа.

28. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.

29. Классическая теория теплоемкости и ее недостатки.

30. Круговые процессы. Цикл Карно. КПД цикла Карно.

31. Второй закон термодинамики. Энтропия и ее свойства. Третий закон термодинамики.

32. Энтропия и вероятность.

33. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Системы зарядов.

34. Электрическое поле. Напряженность поля. Электрическое смещение. Теорема Гаусса

35. Работа сил электрического поля. Потенциал и разность потенциалов.

36. Связь между потенциалом и напряженностью. Потенциал заряженного проводника.

37. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы Электрическая энергия заряженного проводника и диэлектрического поля.

38. Сила взаимодействия между обкладками плоского конденсатора.

39. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризуемость диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость среды.

40. Электрическое поле в проводниках. Понятие о токе проводимости, плотность тока и сила тока. Сторонние силы.

41. Дифференциальная форма закона Ома. Правила Кирхгофа.

42. Закон Био-Савара-Лапласа и его приложения.

43. Движение заряженных частиц (токов) в магнитном поле. Формула Лоренца для силы, действующей на заряд со стороны электрического и магнитного полей.

44. Электромагнитная индукция. Самоиндукция.

45. Энергия магнитного поля тока

46. Принцип Гюйгенса Представление о световых лучах Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.

47. Интерференция света Условия максимума и минимума интенсивности света при наложении когерентных волн. Интерференция от двух источников.

48. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля от круглого отверстия.

49. Дифракция Фраунгофера от щели.

50. Дифракция от дифракционной решетки.

51. Пространственная дифракционная решетка. Формула Вульфа-Брегга.

52. Дисперсия света.

53. Поглощение света. Рассеяние света.

54. Поляризация света. Поляризаторы. Поляризация света при отражении от поверхности раздела двух сред. Закон Брюстера.

55. Поляризация света. Двойное лучепреломление. Призма Николя.

56. Вращение плоскости поляризации.

57. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта

58. Модель атома по Бору. Постулаты Бора.

59. Волны де Бройля.

60. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

61. Энергетические уровни атома водорода, переходы между уровнями.

62. Законы взаимопревращений частиц, ядерные реакции, дефект масс.

63. Строение ядер, ядерные силы, устойчивые и неустойчивые ядра.

64. α – излучение, β – излучение, γ – излучение. Основные свойства. Правила смещения.

65. Естественная и искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

66. Колебания. Энергия гармонического колебания.

67. Пружинный маятник.

68. Математический и физический маятник.

69. Электромагнитные колебания. Колебательный контур.

70. Затухающие электромагнитные колебания.

71. Вынужденные электромагнитные колебания. Явление резонанса.

72. Электромагнитные волны

73. Перенос энергии электромагнитной волной. Вектор Умова – Пойнтинга.